I dok je sve češće vidjeti solarne panele na krovovima, stambene vjetroturbine su još uvijek prilično rijedak prizor. Ako tehnološka kompanija Arhimed iz Roterdama dokaže održivost svog...

I dok je sve češće vidjeti solarne panele na krovovima, stambene vjetroturbine su još uvijek prilično rijedak prizor. Ako tehnološka kompanija Archimedes sa sjedištem u Roterdamu dokaže svoju održivost, domaći pejzaž bi se uskoro mogao promijeniti. Kompanija je 27. maja zvanično predstavila svoju Liam F1 Urbanu vjetroturbinu, za koju tvrde da ima izlaznu snagu od 80 posto od teoretski mogućeg maksimuma. To je prilično hrabra tvrdnja, s obzirom da većina komercijalnih vjetroturbina u prosjeku koristi 25 do 50 posto svog tehnološkog maksimuma.

Turbina je teška 75 kg (165 funti), ima prečnik od 1,5 metara (5 stopa) i očigledno ne izgleda kao tipična vetrenjača. Po obliku podsjeća na nautilus i vijčanu pumpu koju je izumio starogrčki matematičar Arhimed iz Sirakuze.

Ovaj faktor oblika navodno rezultira minimalnom mehaničkom otpornošću, što omogućava turbini da se slobodno i tiho okreće – buka lopatica je glavna prepreka za postavljanje turbina na krovove zgrada. Osim toga, turbina je dizajnirana da uvijek bude usmjerena prema vjetru za maksimalne performanse.

Uz obećanje da je turbina u stanju da dostigne 80 posto Betzove granice, Arhimed tvrdi da Liam F1 proizvodi u prosjeku 1.500 kilovat-sati energije godišnje, uz brzinu vjetra od 5 m/s, što je polovina potrošene energije.prosječno domaćinstvo. Nepotrebno je reći da će biti zanimljivo vidjeti što će reći neovisno testiranje. Kompanija kaže da je testirala Liam F1 više od 50 puta kako bi dokazala njegovu efikasnost i da je već prodala 7.000 turbina u 14 zemalja.

Vjetroturbina će, prema riječima kreatora, postati mnogo efikasnija od većine postojećih vjetroturbina.

Međutim, Liam F1 Urban Wind Turbine će biti zvanično dostupna za prodaju tek od 1. jula. Međutim, cijene su već danas poznate - na službenoj web stranici kompanije postoji najava da će njihova cijena biti 3999€ (oko 5450$).

Turbina Liam F1 Urbana vjetroturbina u akciji

"Vjetar sočiva" - inovativni razvoj japanskih naučnika. Vjetarsko sočivo funkcionira slično kao i povećalo, osim što umjesto fokusiranja svjetlosti, vjetrobransko sočivo, koje je iznutra zakrivljeni prsten oko perimetra kruga koji opisuje lopatice turbine dok se rotiraju, fokusira protok zraka, usmjerava i ubrzava vazduh dok ulazi u područje lopatica. . Prečnik sočiva je 112 metara.

Vjetro sočivo se sastoji od ulazne vodeće mlaznice, difuzora i vanjske ivice. Jake vrtložne struje koje stvaraju difuzor i vanjska ivica vjetrobranskog sočiva formiraju područje niskog pritiska izvan turbine. Ovo povećava razliku pritiska, što omogućava da se više vjetra usmjeri u sočivo vjetra. Više vazduha daje više energije. Istraživači tvrde da ova metoda može povećati snagu koju proizvodi vjetroturbina uz istovremeno smanjenje buke.

U pokušaju da promoviše ideju korištenja vjetrobranskih sočiva na otvorenom moru, razvojni tim je stvorio šesterokutne plutajuće platforme kako bi ih podržao. Platforme se mogu kombinovati u strukturu u obliku košnice.

Sl.6.3. vjetrobranska sočiva

Postavljanje sočiva za vjetar na plutajuće platforme uz obalu Japana omogućit će značajno povećanje proizvodnje električne energije u bliskoj budućnosti. U martu 2011. godine, u kampusu japanskog univerziteta Kyushu, počela su testiranja "vjetroelektrana" - inovativnog sistema vjetroagregata koji može proizvesti 2-3 puta više električne energije od tradicionalnih vjetroturbina i značajno smanjiti cijenu "vjetroelektrane". Ova tehnologija smanjuje cijenu vjetra ispod cijene nuklearnog goriva i uglja bez dodatnih subvencija.

Vjetrogenerator bez lopatica

Vjetrogenerator bez lopatica - jedna od glavnih prednosti noviteta, prema njegovim kreatorima, je mogućnost rada u vrlo širokom rasponu brzina vjetra. Još jedna prednost je kompaktnost. (Sl. 6.4.)

Rice. 6.4. 10 kW uzorak

Neobična vjetrenjača, prema navodima proizvođača, koštat će trećinu jeftinije od klasičnih vjetroagregata istog kapaciteta, a cijena energije iz nove turbine bit će uporediva sa cijenom struje iz utičnice.

Izumitelj vjetrenjače bez lopatica, vlasnik patenta, je predsjednik kompanije Solar Aero Howard Fuller. Kompanija naziva novu tvornicu Fuller Wind Turbine.

Ovaj uređaj je zasnovan na nešto proširenoj Teslinoj turbini, izumenoj 1913. godine.

Tesla turbina je skup mnogih tankih metalnih diskova razdvojenih malim razmacima. Protok radnog fluida ili gasa dolazi sa spoljne ivice diskova i prolazi kroz praznine do centra, uvijajući i zavlačeći same diskove usled dejstva graničnog sloja. U sredini, tok izlazi kroz aksijalni otvor.

U Fuller turbini, diskovi su odvojeni odstojnicima u obliku krila, što poboljšava protok i stvara dodatni obrtni moment na vratilu. Sama turbina je ugrađena u kutiju koja hvata zrak kako bi se njegov protok spustio na rotirajuće diskove.

Kompanija procjenjuje da će vjetroturbina Fuller koštati oko 1,5 dolara po vatu izlazne snage u masovnoj proizvodnji, a struja iz takvog postrojenja koštat će kupca oko 0,12 dolara po kilovat satu.

Fullerovu turbinu bez lopatica kreirala je američka kompanija Solar Aero Research. Prema navodima kompanije, izum je kompaktan i jeftin - 1/3 jeftiniji od klasičnih vjetroturbina istog kapaciteta.

Vjetroturbina je bazirana na modificiranoj Tesla turbina(Tesla turbina), izumljena 1913. za proizvodnju energije iz pare ili komprimovanog zraka. Tesla turbina- ovo je skup tankih metalnih diskova odvojenih malim prazninama. Protok radnog fluida ili gasa ulazi sa spoljne ivice diskova i prolazi kroz praznine do centra, uvijajući i zavlačeći same diskove zbog efekta graničnog sloja. U sredini, tok izlazi kroz aksijalni otvor.

U punoj vjetroturbini (Teslina turbina) diskovi su odvojeni odstojnicima u obliku krila - to poboljšava protok i stvara dodatni obrtni moment na osovini. Sama turbina je ugrađena u kutiju koja hvata zrak kako bi spustio njegov protok na rotirajuće diskove.

Kakva će biti obnovljiva energija za 10, 20, 100 godina?

Sferna solarna ćelija

Zamislite da solarne elektrane ne bi bile napravljene od ravnih fotonaponskih panela, već od sjajnih staklenih kuglica. Izgleda veoma futuristički, zar ne? Međutim, osnivač Rawlemona, arhitekt Andre Brossel, nije težio čistom vanjskom efektu kada je stvarao svoj „sferični solarni generator“. Staklena kugla punjena vodom koncentriše sunčevu svjetlost na fotonaponske ćelije i omogućava vam da odmah povećate performanse sistema za 35% u poređenju sa konvencionalnim solarnim panelom. Ako je “sfera” opremljena automatskim tragačem koji “prati” putanju sunca tokom dana, to će postati još efikasnije. Istovremeno, uređaj se skalira u oba smjera - od minijaturnih desktop uzoraka za punjenje uređaja do industrijskih solarnih elektrana. Staklene energetske kugle se mogu ugraditi na krovove kuća, pa čak i ugraditi u zidove zgrada. Prije otprilike godinu dana, Brossel je pokrenuo Indiegogo kampanju prikupljanja sredstava za svoj izum i već je prikupio 230.000 dolara, skoro duplo više od iznosa potrebnog za početak proizvodnje. Međutim, sada su njegovoj kompaniji Rawlemon prijeko potrebni stručnjaci za mikroelektroniku kako bi razvoj doveli do savršenstva.

Solarni paneli u orbiti

Davne 1966. godine, engleski pisac naučne fantastike Arthur C. Clarke u svojoj knjizi "Future Features" opisao je "zamke" za sunčeve zrake, postavljene u orbiti i koje prenose energiju na Zemlju. Tada je izgledalo nešto neverovatno. A sada, pola veka kasnije, tehnologija poprima realan oblik. Peti element je već govorio o uspješnom eksperimentu Mitsubishi Heavy Industries za prijenos 10 kW električne energije preko 500 metara pomoću mikrovalnih pećnica i sličnom iskustvu ruske državne korporacije Rostec. Do sada su prevladane udaljenosti daleko od kosmičkih razmjera. Međutim, isti ti Japanci tvrde da će sljedeće godine u orbitu lansirati prvi satelit koji će prenositi sunčevu energiju na Zemlju, a do 2025. godine će stvoriti punopravnu orbitalnu energetsku konstelaciju.

Svemirsko "jedro" koje prikuplja energiju sunčevog vjetra

Proizvodnja električne energije iz energije sunčeve svjetlosti ili zemaljskog vjetra je svršen čin. Međutim, naša svjetiljka služi kao izvor još jedne moćne, ali do sada bezvlasničke vrste energije - solarnog vjetra. Riječ je o struji megajoniziranih čestica koja leti iz solarne korone u svemir brzinom od 300-1200 km/s. Ova stvar je "jača od Geteovog Fausta" i svakako moćnija od toka fotona zvanog sunčeva svetlost. Prije nekoliko godina, grupa naučnika sa Državnog univerziteta Washington objavila je opširan rad u Međunarodnom časopisu za astrobiologiju u kojem opisuje tehnologiju za prikupljanje ovog "solarnog vjetra". Amerikanci su predložili lansiranje u svemir sistema satelita opremljenih posebnim "jedrima" koja privlače jonizirane čestice elektromagnetnim poljem. Polje se, pak, formira oko bakarne žice duge do pola milje. Prema znanstvenicima, sami će takvi sateliti koštati mnogo puta manje nego da su opremljeni konvencionalnim solarnim panelima, jer je bakar jeftiniji od silicija. U isto vrijeme, performanse ovih letjelica bile bi jednostavno monstruozne - 100 milijardi puta više nego što cijela naša planeta troši danas. Međutim, dosadašnja implementacija projekta je otežana zbog nekoliko neriješenih tehničkih problema. Prvo, izuzetno je teško izgraditi i lansirati solarna jedra ove veličine u svemir. Drugo, moderni laseri ne dozvoljavaju prijenos energije na tako velike udaljenosti.

Vjetrogenerator bez lopatica

Izraz “Novo je dobro zaboravljeno i malo modificirano staro” može se u potpunosti pripisati obnovljivoj energiji. Primjer za to je vjetroturbina bez lopatica koju je razvila američka kompanija Solar Aero Research. U čast svog tvorca i šefa kompanije, Howarda Fullera, nazvana je Fuller Wind Turbine. Vetroturbina je zasnovana na malo modifikovanoj turbini Nikole Tesle, predstavljenoj već 1913. godine. Svojevremeno je Tesla razmišljao da "uhvati" energiju nadolazeće tečnosti ili gasa pomoću tankih metalnih diskova odvojenih malim prazninama. Fuller je diskove obezbijedio odstojnicima u obliku krila, što je uvelike povećalo efikasnost sistema. Samu turbinu je smjestio u kutiju koja hvata zrak i usmjerava njegov tok na diskove.

Zašto Fuller turbina ima potencijal da zamijeni tradicionalne vjetrenjače i postane budućnost energije vjetra? Za to postoji nekoliko preduslova. Prvo, potpuno je tih, drugo, siguran je za ptice, i na kraju, treće, sa sličnom efikasnošću, oko trećinu je jeftiniji.

Pretvarač koji prikuplja energiju sporih struja

Do sada je hidroenergija ta koja je ostala najefikasniji obnovljivi izvor energije. Međutim, on takođe ima niz značajnih nedostataka u svom sadašnjem obliku. S jedne strane, zatvaranje rijeka neminovno utiče na životnu sredinu. S druge strane, moderne vodene turbine su efikasne pri brzinama vode od 5-6 čvorova, dok brzina većine okeanskih i riječnih struja ne prelazi dva čvora. Profesor sa Univerziteta u Mičigenu Majkl Bernitas razvio je uređaj pod nazivom VIVACE koji može da "izvuče" energiju iz sporih struja. Naziv je zanimljiv: VIVACE je istovremeno muzički izraz koji propisuje živu prirodu izvođenja muzike i skraćenica za Vortex Induced Vibration for Aquatic Clean Energy (upotreba vibracija uzrokovanih formiranjem vrtloga za proizvodnju energije čiste vode). Ali još je zanimljiviji princip rada uređaja. Prototip je glatki cilindar pričvršćen za oprugu i okačen u mlaz vode. Ovaj oblik stvara turbulenciju koja gura cilindar gore-dolje. Mehanička energija vode pretvara se u električnu energiju. Nekoliko ovih cilindara bilo bi dovoljno za pogon usidrenog broda, a nekoliko stotina, usidrenih, recimo, na dnu rijeke, moglo bi napajati cijeli grad. Istovremeno, to ne bi nanijelo nikakvu štetu vodenoj flori i fauni. Prema Bernitasu, kada bi se barem 0,1% energije Svjetskog okeana ovladalo ovom tehnologijom, onda bi pitanje snabdijevanja čovječanstva električnom energijom bilo zauvijek riješeno.

U međuvremenu, naučnik, uz podršku američkog Ministarstva energetike i niza naučnih fondacija, testira pilot projekat na rijeci Detroit.