Изобретатель из России создал уникальный ветряк
В России появилась уникальная разработка, которая со временем отодвинет нефтяную монополию на второй план. Изобретатель из России создал уникальный ветряк, способный максимально эффективно использовать энергию ветра.
Изобретатель Леонид Алексеевич Бондарев уже полтора десятка лет занимается альтернативной энергетикой. Он сознательно нарушил все правила аэродинамики и получил принципиально новый воздушный винт. Это не три лопасти с утолщениями и сужениями для обтекаемости, как в классическом ветряке, а конус из восьми лопастей. В основе каждой — половина треугольника Рело, которая изогнута нужным образом.
Опытный образец сделан из тонкого композитного материала, а в будущем его толщина составит всего несколько миллиметров, потому что она не имеет никакого значения. Важно другое — у новой формы ценный побочный эффект: боковые потоки ветра больше не выходят боком, даже они теперь крутят винт.
«Данная ветроголовка чувствует ветер скоростью один метр в секунду, что в два-три раза меньше, чем нужно обычно», — рассказывает Леонид Бондарев.
Разработкой уже заинтересовались в Министерстве обороны РФ. Ветрогенератор не хуже дизельного снабжает электричеством штабную палатку. Как утверждает Бондарев, на то, чтобы развернуть генератор, у десантников Тульской дивизии уйдет всего один час.
Подходит такой ветряк и для бытовых целей. Конкретно у этой опытной модели — мощность два киловатта. Пяти часов работы винта хватит для того, чтобы на сутки полностью обеспечить дачный дом электричеством.
Бондарев уже подсчитал — если поставить такие ветряки на Байкале, где дуют очень мощные ветра, они смогут обеспечить энергией пол-Сибири.
Источник
Денег надует
Сам по себе ветряк, конечно, отнюдь не новшество: люди научились использовать силу ветра еще в Древнем Египте для подъема воды или размола зерна. Потом появились ветряные мельницы, а в конце XIX века, как утверждают справочники, в Дании возвели первый в мире ветрогенератор для производства электроэнергии. В 1937 году в Крыму построили самую крупную в мире на тот момент ветрогенераторную станцию мощностью 100 киловатт. В сегодняшней Европе ветряки — обычное явление. Конструкции становятся все более совершенными, и все же здесь есть простор для технического творчества.
Особенность изделия Сергея Игнатьева в том, что оно полностью сделано из новых легких композитных материалов, а потому не накапливает усталостного напряжения, свойственного металлам, не ржавеет и не трескается. Генератор рассчитан на 60 — максимум 100 оборотов в минуту. При таком тихоходном режиме не требуется специального сервисного обслуживания, установка может прослужить без ремонта 15-20 лет. Запускается «вертушка», как ее ласково называет изобретатель, при минимальном ветре 1-2 метра в секунду, тогда как средняя скорость ветра в регионе — 5,5 метра в секунду. А бывают в Зауралье и такие вихри, что деревья ломают. Выдержит ли этот натиск хрупкий с виду ветрячок?
— Конструкция лопастей такова, что выдерживает даже ураганный ветер, — говорит Сергей Игнатьев. — Мы испытывали установку при порывах 32 метра в секунду. Но, даже если ветра вовсе не будет, а такое случается в наших краях примерно десять дней в году, потребитель без электричества не останется благодаря системе энергонакопления.
Расчетная мощность «вертушки» — пять киловатт. Этого достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией частный дом, где живет семья из трех человек, либо двор, подъезды, даже небольшое предприятие. К примеру, территория производственной базы Сергея Игнатьева полностью освещается за счет ветряка. Если раньше здесь платили за электричество 20 тысяч рублей в месяц, то сейчас — в пять раз меньше.
— Пока не хватает мощности для подключения станков, — говорит изобретатель. — Но в этом году планируем поставить генераторы на 15 и 40 киловатт. Тогда мы обеспечим себя электричеством полностью и обретем энергонезависимость.
Идеями курганца заинтересовался Роскосмос. В ведомстве, по словам Сергея Игнатьева, попросили разрешить изготовить на основе его разработки свой генератор для реализации государственных проектов. Установку заметили и потенциальные заказчики за рубежом.
— КПД нашего ветрогенератора — почти 100 процентов, — говорит руководитель проекта. — Инженеры Германии, США, Великобритании — асы в этом деле, но даже у них нет генераторов с таким высоким КПД.
Правда, в самой Курганской области изобретатель пока поддержки не получил.
Между тем всем известно, что в Зауралье очень высокие энерготарифы. Городское население платит за киловатт-час 3,82 копейки, промышленные предприятия и сельхозпроизводители — от 5 до 7 рублей. Для сравнения: в соседней Тюменской области тарифы на полтора-два рубля ниже. Из-за высоких расходов на оплату электроэнергии зауральским предприятиям трудно конкурировать на рынке и привлекать инвесторов. Еще в конце 2015 года губернатор Курганской области Алексей Кокорин предложил соседям (Тюменской области, Югре и ЯНАО) перейти на единое тарифное регулирование: тогда цена киловатт-часа для бизнеса в Зауралье снизилась бы до уровня нефтедобывающего региона. В Минэнерго РФ идею поддержали, но осуществить ее невозможно, пока не дадут согласие все три региона, входящие в тюменскую «матрешку». А там, по данным курганских властей, единого мнения на этот счет пока нет.
В таких условиях, считает Сергей Игнатьев, бизнесу самое время задуматься о малой генерации, в том числе альтернативной. Его ветроустановка могла бы выручить многие небольшие предприятия, в частности овощеводческие и животноводческие. Эти отрасли в регионе должным образом не развиваются, во многом как раз из-за высокой стоимости электроэнергии. Даже огурцы привозят из тюменских теплиц, хотя Курганская область традиционно считается аграрным регионом. Но запустить массовое производство ветрогенераторов без поддержки местных властей вряд ли получится.
На одной из выставок инновационных проектов, организованной правительством Курганской области и профильным департаментом, Игнатьев получил диплом за лучшую разработку в сфере энергоэффективности. Однако на этом все и закончилось.
Источник
Безлопастные ветрогенераторы
Технологическая стартап-компания Vortex Bladeless из Испании разработала метод выработки возобновляемой электроэнергии при помощи ветрогенераторов Skybrators, лишённых лопастей и сопряжённого с ними негативного воздействия на окружающую среду.
Огромные белые лопасти ветровых турбин принято считать неотъемлемым атрибутом ветроэнергетики, однако Давид Яньес и его небольшая команда компании Vortex Bladeless решила переосмыслить существующие технологии добычи электроэнергии из силы ветра. Испанцы предложили миру дизайн турбин Skybrators, которым не нужны лопасти, высокие башни ветрогенераторов и даже высокий среднегодовой уровень ветра.
Устройство
Внешний столб вибрирует от силы ветра, без ограничений в амплитуде. Его основание прочно зафиксировано в земле блоком в форме цилиндра. Устройство собрано с использованием смол, укрепленных углеродом и стекловолокном. Это обеспечивает высокую прочность без потери КПД. Конструкция ветрового устройства сильно отличается от обычного ветряка. Вместо привычной башни с лопастями есть только мачта из очень прочных и легких материалов.
Такая конструкция снижает издержки на производство и упрощает монтаж. Со стороны они отчасти напоминают автомобильную игрушку в виде собаки с качающейся головой: «турбина» едва заметно покачивается из стороны в сторону. В действительности же генерирование электроэнергии происходит за счёт аэродинамического эффекта вихреобразования. Устройство улавливает энергию ветра благодаря аэродинамике вихревого потока. Если углубляться в гидромеханику, то когда ветер проходит через мачту столба, поток видоизменяется в круговые вихри. Как только их частота становится ближе к частоте мачты, столб начинает колебаться и взаимодействовать с ветром. Это называется Вихревая Индуцированная Вибрация (VIV).
Как правило, в инженерном и архитектурном проектировании специалисты всячески избегают возникновения феномена VIV (Vortex Induced Vibration). Однако именно он обеспечивает эффективность дизайна ветрогенераторов Skybrators. Более того, их «мачты» спроектированы таким образом, чтобы достигать максимальной частоты вибраций при средней силе ветра. К тому же они способны легко адаптироваться к изменениям направления ветра и возникновению турбулентных потоков, которые нередко встречаются в городской среде. Обычные ветряные турбины с пропеллерами должны быть расположены далеко друг от друга, чтобы не мешать друг другу аэродинамически. Безлопастным ветрогенераторам не страшно влияние спутной струи. Более того, подобное взаимодействие может повысить эффективность «турбин» Skybrators.
По словам Давида Яньеса, его стартап не выступает против традиционных ветгрогенераторов. Он считает, что Skybrators могут восполнить пробелы ветроэнергетики, недоступные гигантам с лопастями. К примеру, подобные безлопастные устройства смогут преобразовывать энергию ветра в непосредственной близости от жилых зон, где размещение целой ветровой фермы не представляется возможным, а малое количество турбин будет неэффективным. В Vortex Bladeless считают, что безлопастные ветрогенераторы отлично уживутся в нише мелкомасштабных электростанций, которые обеспечивают энергией домашние хозяйства и небольшие производства. Главные достоинства технологии – уменьшение влияния ветроэнергетики на окружающую среду, минимальное изменение внешнего вида места установки подобных ветрогенераторов и сокращение расходов на их обслуживание. Имеющийся дизайн рассчитан на производство небольших объёмов электроэнергии, однако в будущем Vortex Bladeless также планируют создать промышленный вариант ветрогенераторов Skybrators высотой до 140 метров с энергетической мощностью до 1 мегаватта.
К 2030 году все дома в Великобритании будут работать на энергии ветра
Рынком для продажи турбин Skybrators могут стать такие страны как Великобритания. Руководство туманного Альбиона пообещало, что к 2030 году весь жилой сектор в стране будет обеспечиваться энергией ветра.
Премьер-министр Борис Джонсон планирует инвестировать 95 миллионов фунтов стерлингов (110,9 миллионов евро) в новые ветряные порты в Хамбере и Тиссайде. Комплексный проект он назвал «зеленой промышленной революцией».
А значит у ребят из Vortex Bladeless есть все шансы стать крупными промышленными игроками в Великобритании и не только в течение следующих нескольких десятилетий.
Источник
Изобретатели создали для городов бесшумный ветрогенератор без лопастей
Изобретатели создали новый вид ветряка без лопастей для генерации электроэнергии в городах. Ветрогенератор Vortex Bladeless выглядит как цилиндр с закругленной верхушкой.
Как и традиционные ветряные турбины, ветряк генерирует энергию из ветра, но по другому. При работе установка бесшумно вибрирует, раскачиваясь из стороны в сторону производя электроэнергию.
Цилиндрические вибрирующие установки способны конкурировать с традиционными ветряками и в работе хорошо сочетаются с солнечными батареями.
«Vortex Bladeless отлично работают в паре с солнечными панелями, которые производят электричество днем, а скорость ветра, как правило, выше ночью, — сообщил один из руководителей стартапа Дэвид Яньес. — Но главное преимущество технологии заключается в низкой нагрузке на окружающую среду, затратах на эксплуатацию и техническое обслуживание турбины».
Одно из основных преимуществ таких ветряков без лопастей, их можно устанавливать в городах и они не вредят природе.
«Разработка хорошо вписывается в городскую среду, — там, где традиционные ветряки с огромными лопастями установить невозможно, — уверены изобретатели. — Это помогло бы жителям многоквартирных домов и компаниям их обслуживающих сэкономить на счетах за электроэнергию».
Источник
Первый в мире ветрогенератор!
Сейчас, мы повсеместно видим, как возобновляемая энергетика уверенно замещает традиционную, грязную. Основную долю в этом процессе составляют огромные ветряки, способные вырабатывать мегаватты энергии, но с чего все начиналось?
Вы не поверите, но первый в мире полноценный ветряк был собран нашим изобретателем Анатолием Уфимцевым в Курске! началось строительство в 1921 году, и за несколько лет, благодаря грантовой поддержке и помощи меценатов, в их числе был Максим Горький, удалось изготовить трехлопастную ветроэлектростанцию постоянного тока с высотой башни 42 метра.
Да, ветряные мельницы были и раньше, в том числе с генераторами, но особенностью данной конструкции является инерционно-кинетический накопитель.
Что это и зачем?
В то время химические аккумуляторы были крайне неэффективны, дороги и габаритны. При этом, ветер дует с разной силой и не всегда. Встает проблема мигающих лампочек, которые при этом могут и совсем не гореть в перерывах между затишьем ветра. Кинетический же аккумулятор представляет из себя массивный диск, который раскручивается от приводного вала, связанного с лопастями. Этот маховик находится на земле и имеет гигантскую инерцию. Благодаря чему он способен вращаться длительное время и тем самым сохранять энергию ветра.
С ним напрямую связан генератор постоянного тока на 3.5 кВт, который можно запитывать от маховика, когда это необходимо и при этом не будет абсолютно никаких просадок.
Самое крутое, что такая конструкция практически вечная и нуждается только в обслуживании подшипников и шестеренок.
Ветряк Уфимцева сильно опередил свое время, ведь даже сейчас подобные разработки носят экспериментальный характер.
Ветряк работал и выжил во время войны, немцы разрушили город, но с уважением отнеслись к конструкции. После смерти изобретателя, в конце 50-х, ток перестал течь по проводам.
Полную историю вы можете прочитать в Википедии. Сейчас у ветряка нет лопастей, он в целом не исправен, но мы не можем это так оставить!
Совместно с заводом КЭАЗ мы планируем восстановить его до рабочего состояния. Ветростанция Уфимцева должна быть изюминкой Курска, полноценным, рабочим мезанизмом и вдохновлять новые поколения русский изобретателей!
Источник