Проблемы окружающей среды

Энергия ветра: вчера, сегодня, завтра.

Мы решили разработать принципиально новую техническую систему, которая позволила бы управлять как источником энергии, так и ее приемником. Таким образом, используя опыт и знания, накопленные человечеством в области строительства и эксплуатации ветроустановок, мы сможем значительно повысить их эффективность работы за счет управления параметрами воздушного потока (источника энергии).

Одним из результатов наших многолетних исследований стала ветроустановка башенного типа

. Она позволяет, с той или иной степенью эффективности, управлять всеми элементами системы «ветер – ветроустановка».

Ветроустановка башенного типа

состоит из следующих основных элементов: аппарата сбора энергии, генератора, аппарата концентрации энергии и системы управления.

Энергия ветра: вчера, сегодня, завтра.

Рис. 2. Принципиальная схема конструкции башенной ветроустановки (БВУ).

Аппарат сбора энергиивыполнен в виде вертикального цилиндра, стенки которого собраны из профилированных поверхностей, образующих сквозные каналы, соединяющие внешнюю поверхность цилиндра с его внутренним вертикальным каналом (входные конфузорные каналы). Их задача - «захватить» набегающий воздушный поток, развернуть его вверх вдоль вертикальной оси установки и направить на лопасти генератора.

Генератор с лопастямиразмещен внутри аппарата концентрации энергии. Генератор преобразует кинетическую энергию воздушного потока в электрическую энергию.

Аппарат концентрации энергииконструктивно выполнен в виде вертикальной трубы, внутреннее сечение которой плавно уменьшается к центру, где и расположен генератор. Внутренний объем этой трубы является продолжением внутреннего вертикального канала аппарата сбора энергии. Такая конструкция данного узла позволяет повысить концентрацию кинетической энергии воздушного потока на лопастях генератора.

Система управления(на рисунке не показана) обеспечивает своевременное открытие конфузорных каналов башни со стороны набегания внешнего воздушного потока и закрытие всех остальных конфузорных каналов.

Чем принципиально отличается башенная конструкция от ветроустановок, преобразующих энергию свободно набегающего воздушного потока? 1. Она позволяет управлять энергией воздушного потока, путем ее концентрации на лопастях генератора. 2. Отпадает необходимость в настройке лопастей ротора генератора «на ветер». Генератор, с вертикальной осью вращения, стационарно установлен в верхней части установки. Ветер сам «настраивается» на генератор благодаря конструкции аппарата сбора энергии. 3. Значительно повышается мощность воздушного потока, приходящая на лопасти ротора генератора. Конструкция аппарата концентрации энергии позволяет повышать скорость воздушного потока во внутреннем вертикальном канале установки и соответственно, повышать его мощность.Проведенные экспериментальные исследования моделей в аэродинамической трубе (рис. 6) показали увеличение выработки энергии генератором, установленным в башне более чем в 4 раза, а для малых скоростей воздушного потока – более чем в 10 раз. (рис. 7 и 8).

Энергия ветра: вчера, сегодня, завтра.

Рис. 6. Схема сравнительных лабораторных испытаний ветроустановки башенного типа.

Энергия ветра: вчера, сегодня, завтра.

Рис. 7. Выработка электрической энергии генератором

Энергия ветра: вчера, сегодня, завтра.

Рис. 8. Относительное увеличение выработки энергии при размещении генератора в башне.

Для подтверждения полученных лабораторных результатов была построена опытно-экспериментальная установка в масштабе 20:1. Схема испытаний – сравнительная (аналогична используемой в лаборатории), представлена на рис. 9.

В сравнительных испытаниях на полигоне мы использовали генераторы на постоянных магнитах СВ-1.2/30.

Энергия ветра: вчера, сегодня, завтра.

Энергия ветра: вчера, сегодня, завтра. Перейти на страницу: 1 2 3

Интересное по теме

Экологические проблемы в связи с загрязнением почв В настоящее время проблема взаимодействия человеческого общества с природой приобрела особую остроту. Становится бесспорным, что решение проблемы сохранения качества жизни человека немыслимо без определенного осмысления современных эколог ...

Распознавание и прогнозирование лесных пожаров на базе ГИС-технологий Лесные пожары наносят огромный ущерб народному хозяйству страны. Ущерб, наносимый лесными пожарами – это не только сгоревшая древесина и затраты связанные с тушением и обслуживанием пожаров, это и нарушение экологических функций леса ...