Mentre i pannelli solari sono sempre più visti sui tetti, le turbine eoliche residenziali sono ancora uno spettacolo raro. Se l'azienda tecnologica con sede a Rotterdam The Archimedes può dimostrare la fattibilità del suo ...

Mentre i pannelli solari sono sempre più visti sui tetti, le turbine eoliche residenziali sono ancora uno spettacolo raro. Se la società tecnologica con sede a Rotterdam The Archimedes può dimostrare la fattibilità del suo sviluppo, forse il panorama domestico cambierà presto. Il 27 maggio, la società ha presentato ufficialmente la sua turbina eolica urbana Liam F1, che secondo loro ha una produzione dell'80% del suo massimo teorico. Questa è un'affermazione piuttosto audace considerando che la maggior parte delle turbine eoliche commerciali ha una media tra il 25 e il 50 percento della loro potenza nominale.

La turbina pesa 75 kg (165 libbre), ha un diametro di 1,5 metri (5 piedi) e chiaramente non assomiglia a una tipica turbina eolica. Nella forma ricorda un nautilo e una pompa a vite, inventata dall'antico matematico greco Archimede di Siracusa.

Secondo quanto riferito, questo fattore di forma si traduce in una resistenza meccanica minima, che consente alla turbina di ruotare liberamente e silenziosamente: è il rumore delle pale il principale ostacolo all'installazione delle turbine sui tetti. Inoltre, la turbina è progettata per essere sempre sottovento per le massime prestazioni.

Insieme alla promessa che la turbina sarà in grado di raggiungere l'80 percento del limite della legge Betz, Archimede afferma che la Liam F1 genera una media di 1.500 kilowattora di energia all'anno a una velocità del vento di 5 m / s, che è metà del consumo di energia domestica media. Inutile dire che sarà interessante vedere cosa hanno da dire i test indipendenti. La società afferma di aver testato The Liam F1 più di 50 volte per confermarne l'efficacia e di aver già venduto 7.000 turbine in 14 paesi.

La turbina eolica, secondo i creatori, diventerà molto più efficiente della maggior parte delle turbine eoliche esistenti.

Tuttavia, la turbina eolica urbana Liam F1 sarà ufficialmente disponibile per la vendita solo dal 1° luglio. Tuttavia, i prezzi sono già noti oggi: c'è un annuncio sul sito ufficiale dell'azienda che il loro costo sarà di € 3999 (circa $ 5450).

Liam F1 Urban Wind Turbine in azione

"Lenti del vento" - uno sviluppo innovativo degli scienziati giapponesi. La lente del vento funziona come una lente d'ingrandimento, tranne per il fatto che invece di focalizzare la luce, la lente del vento, che è un anello curvo verso l'interno attorno alla circonferenza delle pale della turbina mentre ruotano, focalizza il flusso d'aria, dirigendo e accelerando l'aria mentre entra nella pala zona. ... Il diametro della lente è di 112 metri.

La lente del vento è composta da un ugello guida di ingresso, un diffusore e un bordo esterno. Le forti correnti parassite create dal diffusore e dal bordo esterno della lente del vento creano un'area di bassa pressione all'esterno della turbina. Ciò aumenta la differenza di pressione, che consente di dirigere più vento nella lente del vento. Più aria dà più energia. I ricercatori affermano che la tecnica è in grado di aumentare la potenza generata dalla turbina eolica riducendo il rumore.

Nel tentativo di promuovere l'idea di utilizzare le lenti del vento in alto mare, il team di sviluppo ha creato piattaforme galleggianti a forma esagonale per sostenerle. Le piattaforme possono essere combinate per formare una struttura ad alveare.

Figura 6.3. Lenti antivento

Posizionare lenti eoliche su piattaforme galleggianti al largo delle coste del Giappone aumenterà notevolmente la produzione di energia nel prossimo futuro. Nel marzo 2011, il campus dell'Università di Kyushu in Giappone ha iniziato a testare le "lenti eoliche", un sistema innovativo di turbine eoliche in grado di generare 2-3 volte più elettricità rispetto alle tradizionali turbine eoliche e di ridurre significativamente il prezzo dell'"elettricità eolica". Questa tecnologia riduce il prezzo dell'eolico al di sotto del costo del combustibile nucleare e del carbone senza ulteriori sussidi.

Turbina eolica senza pale

Un generatore eolico senza pale: uno dei principali vantaggi del nuovo prodotto, secondo i suoi creatori, è la capacità di operare in una gamma molto ampia di velocità del vento. Un altro vantaggio è la compattezza. (Fig. 6.4.)

Riso. 6.4. Campione con una potenza di 10 kW

Una turbina eolica insolita, secondo il produttore, costerà un terzo in meno rispetto alle classiche turbine eoliche della stessa capacità e il prezzo dell'energia di una nuova turbina sarà paragonabile al costo dell'elettricità da una presa.

L'inventore della turbina eolica senza lama e titolare del brevetto è il presidente di Solar Aero Howard Fuller. La società si riferisce al nuovo impianto come Fuller Wind Turbine.

Al centro di questo dispositivo c'è una turbina Tesla leggermente aumentata, inventata nel 1913.

La turbina di Tesla è un insieme di molti dischi di metallo sottili separati da piccoli spazi vuoti. Il flusso del fluido di lavoro o del gas entra dal bordo esterno dei dischi e passa attraverso le fessure fino al centro, ruotando e trascinando i dischi stessi per effetto dello strato limite. Al centro, il flusso esce attraverso il foro assiale.

In una turbina Fuller, i dischi sono separati da distanziali a forma di ala, che migliora il flusso e crea anche una coppia aggiuntiva sull'albero. La turbina stessa è installata in una scatola che cattura l'aria per farla scendere sui dischi rotanti.

Secondo la società, nella produzione di massa della turbina eolica Fuller costerà circa $ 1,5 per watt di potenza in uscita e l'elettricità da un tale impianto costerà all'acquirente circa $ 0,12 per kilowattora.

L'azienda americana Solar Aero Research ha realizzato una turbina Fuller senza pale. Secondo l'azienda, l'invenzione è compatta ea basso costo, 1/3 in meno rispetto alle classiche turbine eoliche della stessa potenza.

La turbina eolica si basa su un modificato Turbina di Tesla(Turbina Tesla), inventata nel 1913 per generare energia da vapore o aria compressa. Turbina di TeslaÈ un insieme di sottili dischi di metallo separati da piccoli spazi vuoti. Il flusso del fluido di lavoro o del gas entra dal bordo esterno dei dischi e passa attraverso le fessure fino al centro, ruotando e trascinando i dischi stessi per effetto dello strato limite. Al centro, il flusso esce attraverso un foro assiale.

Turbina eolica più piena (Turbina Tesla) i dischi sono separati da distanziali a forma di ala - questo migliora il flusso e crea una coppia aggiuntiva sull'albero. La turbina stessa è installata in un condotto che aspira l'aria per farla scendere sui dischi rotanti.

Come sarà l'energia rinnovabile tra 10, 20, 100 anni?

Cella solare sferica

Immagina che le centrali solari non siano costituite da pannelli fotovoltaici piatti, ma da sfere di vetro scintillanti. Sembra piuttosto futuristico, vero? Tuttavia, il fondatore dell'azienda Rawlemon, l'architetto Andre Brossel, non ha cercato un effetto puramente esterno durante la creazione del suo "generatore solare sferico". Una sfera di vetro riempita d'acqua concentra la luce solare sulle fotocellule e consente un aumento immediato del 35% delle prestazioni del sistema rispetto a un pannello solare convenzionale. Se la "sfera" è dotata di un inseguitore automatico che "traccia" la traiettoria del sole durante il giorno, diventerà ancora più efficace. Allo stesso tempo, il dispositivo è scalabile in entrambe le direzioni: dai campioni desktop in miniatura per la ricarica di gadget alle centrali solari su scala industriale. Le sfere energetiche in vetro possono essere installate sui tetti e persino integrate nelle pareti degli edifici. Circa un anno fa, Brossel ha lanciato una campagna di raccolta fondi per la sua invenzione su Indiegogo e ha già raccolto $ 230.000, quasi il doppio di quanto necessario per avviare la produzione. Tuttavia, ora la sua azienda Rawlemon ha un disperato bisogno di specialisti di microelettronica per ricordare lo sviluppo.

Pannelli solari in orbita

Già nel 1966, lo scrittore di fantascienza inglese Arthur Clarke, nel suo libro "Features of the Future", descrisse delle "trappole" per i raggi solari, poste in orbita e che trasmettono energia alla Terra. Sembrava incredibile allora. E ora, mezzo secolo dopo, la tecnologia sta assumendo una forma realistica. Il Quinto Elemento ha già parlato dell'esperimento riuscito di Mitsubishi Heavy Industries nella trasmissione di 10 kW di elettricità per oltre 500 metri utilizzando le microonde e di un'esperienza simile della società statale russa Rostec. Finora, le distanze percorse sono lontane dalle proporzioni cosmiche. Tuttavia, gli stessi giapponesi affermano che l'anno prossimo lanceranno in orbita il primo satellite, trasmettendo energia solare alla Terra, e che entro il 2025 creeranno una costellazione di energia orbitale a tutti gli effetti.

Spazio "vela" che raccoglie l'energia del vento solare

La produzione di elettricità dall'energia della luce solare o del vento terrestre è un fatto compiuto. Tuttavia, il nostro luminare funge da fonte di un tipo di energia più potente, ma finora incustodito: il vento solare. Stiamo parlando di un flusso di particelle mega-ionizzate che fuoriescono dalla corona solare nello spazio aperto a una velocità di 300–1200 km / s. Questa cosa è "più forte del Faust di Goethe" e sicuramente più potente di un flusso di fotoni chiamato luce solare. Diversi anni fa, un gruppo di scienziati della Washington State University ha pubblicato un ampio lavoro sull'International Journal of Astrobiology descrivendo la tecnologia per raccogliere questo stesso "vento solare". Gli americani hanno proposto di lanciare nello spazio un sistema di satelliti dotati di speciali "vele" che attirano le particelle ionizzate da un campo elettromagnetico. Il campo, a sua volta, si forma attorno a un filo di rame lungo fino a mezzo miglio. Secondo gli scienziati, tali satelliti costeranno molte volte meno che se fossero dotati di pannelli solari convenzionali, perché il rame è più economico del silicio. Allo stesso tempo, le prestazioni di questi velivoli sarebbero semplicemente mostruose: 100 miliardi di volte in più di quanto consuma oggi il nostro intero pianeta. Tuttavia, finora l'attuazione del progetto è ostacolata da diversi problemi tecnici irrisolti. In primo luogo, è estremamente difficile costruire e lanciare nello spazio "vele solari" di queste dimensioni. In secondo luogo, i laser moderni non consentono la trasmissione di energia su distanze così enormi.

Turbina eolica senza pale

L'espressione "Il nuovo è un vecchio ben dimenticato e leggermente modificato" può essere pienamente attribuita all'energia rinnovabile. Un esempio di questo è la turbina eolica senza pale sviluppata dalla società americana Solar Aero Research. In onore del suo creatore e capo dell'azienda, Howard Fuller, si chiama Fuller Wind Turbine. La turbina eolica si basa su una turbina leggermente modificata di Nikola Tesla, presentata già nel 1913. Un tempo, Tesla pensò di "catturare" l'energia di un liquido o gas in entrata usando sottili dischi di metallo separati da piccoli spazi vuoti. Fuller ha dotato i dischi di distanziali a forma di ala, il che ha notevolmente aumentato l'efficienza del sistema. Ha posizionato la turbina stessa in una scatola che cattura l'aria e ne dirige il flusso sui dischi.

Perché la turbina di Fuller sta potenzialmente sostituendo le tradizionali turbine eoliche e sta diventando il futuro dell'energia eolica? Ci sono diversi prerequisiti per questo. In primo luogo, è completamente silenzioso, in secondo luogo, è sicuro per gli uccelli e, infine, in terzo luogo, con la stessa efficienza, costa circa un terzo in meno.

Convertitore che raccoglie l'energia delle correnti lente

Finora, è l'energia idroelettrica che rimane la fonte di energia rinnovabile più efficiente. Tuttavia, nella sua forma attuale, presenta anche una serie di inconvenienti significativi. Da un lato, i blocchi dei fiumi incidono inevitabilmente sull'ambiente. D'altra parte, le moderne turbine idrauliche sono efficienti a velocità dell'acqua di 5-6 nodi, mentre la velocità della maggior parte delle correnti oceaniche e fluviali non supera i due nodi. Michael Bernitas, professore all'Università del Michigan, ha sviluppato un dispositivo chiamato VIVACE, in grado di "estrarre" energia da correnti lente. Il nome è curioso: VIVACE è sia un termine musicale che prescrive la natura vivace dell'esecuzione della musica, sia un'abbreviazione di Vortex Induced Vibration for Aquatic Clean Energy (l'uso delle vibrazioni causate dalla formazione di vortici per ottenere energia ecologica dall'acqua). Ma ancora più curioso è il principio di funzionamento del dispositivo. Il prototipo è un cilindro liscio fissato a una molla e sospeso in un corso d'acqua. Questa forma provoca vortici che spingono il cilindro su e giù. L'energia meccanica dell'acqua viene convertita in elettricità. Pochi di questi cilindri saranno sufficienti per alimentare una nave ancorata e diverse centinaia, ancorate, diciamo, sul fondo di un fiume, saranno in grado di fornire elettricità a un'intera città. Allo stesso tempo, non danneggerebbe la flora e la fauna acquatiche. Secondo i calcoli di Bernitas, se con l'aiuto di questa tecnologia almeno lo 0,1% dell'energia dell'Oceano Mondiale, la questione della fornitura di elettricità all'umanità sarebbe risolta per sempre.

Nel frattempo, lo scienziato, con il supporto del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti e di alcune fondazioni scientifiche, sta testando un progetto pilota sul fiume Detroit.