Нова розробка розв'язує головну проблему вітрових турбін
Фахівці з Данії та Британії, за допомогою комп'ютерного моделювання, розробили більш ефективний різновид вітрових турбін, що чинять опір турбулентності.
Стандартний ротор вітрової турбіни складається з лопатей — зазвичай двох або трьох. Складніші конструкції забезпечені ножовою опорою, яка змінює кут нахилу лопатей в залежності від напрямку вітру. Коли вітер проходить крізь лопаті турбіни, утворюється спутний струмінь — повітряні течії у вигляді вихорів. Звичайно, вони не такі сильні, як турбулентність на борту літака, але суть та ж сама. Через це, швидкість вітру, що проходить через перший вітряк, падає. А у розташованих позаду турбін знижується продуктивність.
Вчені з Орхуського університету в Данії та Даремського університету в Британії виявили, що багатороторні турбіни легше долають турбулентність та течії спутних струменів. Це означає, що вони виробляють більше енергії й до того ж менше схильні до навантаження.
«Ми вивчили кілька різних геометрій та динамік багатороторних турбін і виявили, що оптимальна конструкція — це турбіна з чотирма гвинтами, що знаходяться максимально далеко один від одного. Це призводить до утворення мінімальної турбулентності та якнайшвидшої стабілізації спутного струменя позаду турбіни», - пояснив Махді Абкар, учасник проекту.
Додаткові гвинти підвищують вихід енергії без збільшення діаметра лопатей — ця тенденція зараз стає все більш популярною. Однак у такого підходу є недоліки: підвищуються вимоги до матеріалів, здатним витримати навантаження конструкції діаметром 150 метрів і більше, зростає вартість виробництва, транспортування та експлуатації турбіни.
За словами Абкара, будівництво багатороторної турбіни обійдеться на 15% дешевше, ніж турбіни з одним ротором, а виготовити та транспортувати її буде простіше. Вона буде виробляти на 2% більше енергії. Здається, що це небагато, але в масштабі планети істотно знизить емісію вуглекислого газу та прискорить перехід на чисту енергію.
Нагадаємо, що дослідники зі Стенфордського університету порахували оптимальний кут розташування турбін стосовно напрямку вітру. Велика різниця відчутна при слабкому вітрі, так що новий підхід, нарешті, зробить вітрові ферми більш стабільним джерелом електрики.
За матеріалами: Popular Mechanics