пятница, 11 декабря 2009 г.

Наиболее впечатляющие ветродвигатели тысячелетия или путешествие через эволюцию


Использовать ветер для своих благ человечество начало еще много веков назад. Наши далекие предки с помощью парусов передвигались по морям, а первые ветряные мельницы были сооружены еще в II-I веках до н.э. в древнем Египте. Персы, жившие на территории современного Ирана в VII веке н.э , конструировали уже более совершенные ветряки крыльчатой конструкции. С VIII-IX веков ветряные мельницы распространились по Европе и Руси. Первые ветроконструкции помогали людям молоть зерно, позднее- откачивать воду и приводить в действие различные механизмы.

Сегодня ветродвигатель – это не только эффективный и экологичный источник энергии. Современные достижения науки и техники в области ветроэнергетики поражают воображение, восхищают и просто ошеломляют одновременно! Не верите? Постараюсь переубедить…

Ветрогенераторы умеют парить в воздухе, вращаться горизонтально или вертикально, одни легче чем воздух, а другие величественно итегрированны в здания. В подтверждение этих слов, посмотрите галерею наиболее впечатляющих и действительно амбициозных образцов ветродвигателей этого тысячелетия. И так, оправляемся в эволюцию самых зрелищных конструкций для «ловли ветра».



ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ ЧАРЛЬЗА Ф.БРАША 


Зимой 1887 – 1888 г житель США Чарльз Ф.Браш (Charles F. Brush) на своем заднем дворе соорудил 12 кВт-ный генератор, с помощью которого была обеспечена работа 350 ламп накаливания. Таким образом, ветровая турбина питала электроэнергией его дом и лабораторию вплоть до 1900 года.

Это сооружение сегодня считается первым автоматическим ветродвигателем для производства электроэнергии. Диаметр его ротора составлял 17 метров. Флюгер, который предназначен для перемещения лопастей на ветер, был расположен слева от ротора и имел большую прямоугольную форму.

СУПЕР-МЕЛЬНИЦЫ


В 1940 году в США было запланировано сооружение огромных аэрогенераторов , которые обеспечивали бы промышленность самым дешевым источником энергии- ветром. Сооружения в виде марсианских машин HG Wells планировалось возвести в некоторых стратегических районах, обдуваемых постоянными ссыльными ветрами, например в горных перевалах.
В 1941 году футуристический ветродвигатель был построен в горной местности возле Вермонта и подключен в качестве вспомогательного источника энергии к Вермонтской государственной корпорации. Две 56-фунтовые лопасти крепились на стальной башне на высоте 110 фунтов и производили 1,2 кВт при ветре скоростью 30 миль/час. При благоприятных условиях двигатель вырабатывал фактически 1,4 кВт. Несмотря на практический успех данного проекта, он наткнулся на определенные финансовые трудности.

КЛАССИЧЕСКИЙ «ГОЛЛАНДСКИЙ СТИЛЬ»
ВЕТРЯНЫХ МЕЛЬНИЦ


Первое, что мы вспоминаем о Нидерландах – это, конечно же, их знаменитые ветряные мельницы. Они были сооружены на протяжении многих столетий. С их помощью мололи кукурузу, делали дренаж, использовали в лесопильных и других промышленных целях.

Мельницы в Нидерландах - и памятники старины, и торговая марка, и пример сочетанья функциональности с красотой, поэтический знак единенья человека с природой. В отличие от заводских труб, мельницы не загрязняют воздух, красота пейзажа от них только выигрывает.

Образцы голландских ветряных мельниц предствлены в США в парке «Золотые ворота» в Сан-Франциско.



На сегодняшний день в Нидерландах существует около 1200 действующих мельниц. Не правда ли, они восхитительны!



Не надо слов... Не надо... Помолчи... Слова уносит ветер, их забудешь... О счастье... О любви... Ты не кричи, Взгляни в глаза... И я пойму, что любишь...

КРУПНЕЙШИЕ МИРОВЫЕ ВЕТРОДВИГАТЕЛИ СОВРЕМЕННОСТИ




Самые крупные в мире ветрогенераторы мощностью 6 МВт (компания Enercon, 2005 год) и 5 МВт (REpower Systems, 2004 год) находится в Германии. Высота башни 5-мегаваттного исполина составляет 120 метров, диаметр ротора — 126 метров, а гондола (верхняя часть установки, включающая турбину и генератор) весит более 200т.

МАГНИТНЫЙ ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ МАГЛЕВ (MagLev)


Магнитный ветродвигатель МагЛев (MagLev) был изобретен исследователем возобновляемых источников энергии Эдом Мазуром (Ed Mazur) в 1981 году. Его преимущество заключается в том, что он снижает эксплуатационные расходы и увеличивает срок службы генератора. Кроме того, он способен генерировать один гигаватт мощности (достаточно для питания 750000 домов), и обеспечивать чистой энергией, себестоимость которой меньше одного цента за киловатт-час. Его конструкция разработана таким образом, что лопасти турбины подвешены на воздушной подушке и энергия направлена на линейные генераторы с минимальными потерями. На сегодняшний день, действующий магнитный ветродвигатель МагЛев находится в Китае.

МАРС (М.А.R.S.)


Марс (MARS -Magenn Power Air Rotor System) – система энергетического воздушного ротора - является интересным устройством, которое способно на высоте 330 м использовать силу ветра для выработки электроэнергии и отправлять ее по тросу вниз для непосредственного потребления (по принципу работы ветряной мельницы). За счет того, что «Марс» наполнен гелием, он способен парить на высотах, недоступных для других ветровых турбин, тем самым получая доступ к более сильным ветровым потокам. В настоящее время уже начато производство 4-киловатних систем с использованием энергетического воздушного ротора.

СПИРАЛЬНЫЕ СТРУКТУРИРОВАННЫЕ ВЕТРОВЫЕ ТУРБИНЫ  
(Helical Structured Wind Turbine)


Спиральные структурированные ветровые турбины являются будущим в технологиях ветроэнергетики. Эти удивительные изгибы и повороты, возможно, придут на смену привычным лопастям и лезвиям, которые используются в нынешних ветродвигателях. Принцип их работы подобен: за счет силы ветра спирали вращаются, преобразовывая ветровую энергию в электрическую. Но, по сути, они функционируют лучше, чем традиционные ветряные мельницы, так как спиральные структуры позволят наиболее максимально использовать ветер.

ДОМАШНЯЯ МЕЛЬНИЦА ФИЛИППА СТАРКА 
(Phillipe Starck’s Home Windmill)


Филипп Старк (Philippe Starck) - французский дизайнер, архитектор, один из лидеров современного дизайна, так же не обошел стороной ветроэнергетику. Он придумал дизайн уникального и стильного домашнего ветрогенератора. Ничего подобного еще не было. Эти так называемые мельницы, являются частью "Демократической Экологии"- линии, которую Старк разработал с Итальянской Промышленной группой.
"Экология – это не только важнейшее условие развития экономики и защиты нашей планеты, но и проявление творческой элегантности" говорит Филипп Старк.
Эти умные приспособления способны генерировать 20-60% энергии, необходимой для дома. К тому же, в сравнении с драгоценностями Gucci, они относительно недорогие:)

LOOPWING


"LoopWing" – это пример футуристического и экспериментального генератора для «ловли ветра», разработанного и изготовленного в Восточной Европе. Он был представлен на выставке «Eco-Products 2006» в Японии. Образцовая ветротурбина E 1500 разработана для домашнего использования. За счет уникального проекта крыла, она работает при исключительно низких скоростях ветра (1,6 м/с) и имеет низкий уровень вибрации. Правда, производительные спецификации на турбину четко неопределенны — “43% энергоэффективности при оптимальных показателях скорости ветра”.

ГОРОДСКИЕ ТУРБИНЫ
"ТИХАЯ РЕВОЛЮЦИЯ" (Quietrevolution)


Некоторые критики считают, что ветрогенераторы выглядят неэстэтично и портят внешний вид общей территории. Интересно, что они скажут о таких  уникальных и красочных жителях улиц как городские турбины "Тихая революция"? Вместо лопастей у них три изогнутых лезвия в форме буквы "S" на вертикальной оси.
Эти ветряки, высотой 5 метров и 3 метра в диаметре, работают почти бесшумно и специально подготовлены для работы в городе, где направление ветра может часто меняться. Если к генератору приделать светодиоды, он может выглядеть как произведение современного искусства или служить рекламным щитом.
Одна "Тихая революция" может произвести 10 тысяч киловатт-часов в год при средней скорости ветра 5,8 метра в секунду (максимальная 16 м/сек, минимальная 4,5 м/сек).
Компания утверждает, что один её ветряк мощностью 6 киловатт может обеспечить электричеством пять домов. Стоимость генератора вместе с установкой— около $50 тысяч.
Руководитель XCO2 Роберт Вебб говорит, что хотел бы видеть использование «quietrevolution» на исторических зданиях, в том числе— на фасаде Букингемского дворца.

V-LIM – ВЕТРОТУРБИНА НА КРЫШЕ

Наиболее подходящая модель ветрогенератора для монтажа на крыше V-LIM характеризуется отсутствием вибрации, бесшумной работой и высокой эффективностью

Rogue River Wind и колледж Государственного университета инженерии и компьютерных наук Maseeh объединили усилия с целью разработки наиболее оптимальной модели ветротурбины с высокой эффективностью производства электроэнергии и возможностью монтажа на крыше зданий. На снимке мы видим результат их работы: двенадцатифунтовая саморегулируемая турбина, способная производить 3 кВт электроэнергии при ветре 15 м/с. Турбина не зависит от турбулентности воздуха, в отличии от традиционных лопастных конструкций, что позволяет производить ее монтаж без высоких мачт прямо на крышах зданий. Турбина работает тихо, без вибраций и не представляет опасности для птиц и других животных. Может быть использована как на сельских, так и на городских территориях с хорошим ресурсом ветра. Благодаря своей необычной конструкции ( больше похожа на большое колесо мотоцикла а не на ветрогенератор) это инженерное сооружение и попало в нашу коллекцию самых удивительных мельниц мира.

«Я не могу изменить направление ветра, 
но я могу настроить свой парус и всегда дойду до пути назначения»

НЕБЕСНАЯ ЗМЕЯ (Sky Serpent) - массив малого ротора



Небесная змея Sky Serpent Дуга Селсама (Doug Selsam) состоит из нескольких небольших роторов, насаженных на один гибкий стержень и способна поймать больше ветра за меньшие деньги. Ключом к повышению эффективности является то, что каждый ротор ловит не только свой поток свежего ветра, но и ветер от соседних с ним роторов. Для этого необходимо установить оптимальный угол для вала по отношению к ветру и идеальное расстояние между роторами. Выгода данной конструкции в том, что материала на ее изготовление требуется в десять раз меньше чем для традиционного генератора такой же мощности. На стержень, длинна которого может меняться в зависимости от потребностей, можно крепить роторы разного размера. Одна небесная змея из десяти сорокапятисантиметровыми роторами может дать то 100 до 400 Вт.

МИКРО-ТУРБИНА «МЕДУЗА» »(‘Jellyfish’ Micro Turbine)


Простая 36-дюймовая микро-турбина «Медуза» может генерировать около 40 киловатт-часов в месяц.

Ветроустановка «Медуза» состоит из следующих элементов:

- Вертикальная ось ветровой турбины

- Твердотельный контроллер

- Индукционный генератор с переменной скоростью

Микро-турбина «Медуза» может работать как в тандеме с существующей энергосистемой так и осуществлять резервное или основное питание там, где центральная сеть недоступна. Данная установка хотя и является нововведением в ветроэнергетике, все же представляет собой свежую модель на этом рынке.

«Пессимист жалуется на ветер; оптимист ожидает от него изменения;
реалист настраивает парус»

Уильям Артур Уорд



Продолжение следует...

6 комментариев:

  1. только разница между современными ветродвигателями и мельницами в том, что на 1-ое нужно потратить много единиц нефти, а второе можно построить из подручных материалов.Конечно уходит много трудозатрат, но эффект потрясающий воображение современного человека

    ОтветитьУдалить
    Ответы
    1. Простите великодушно, но сборка из подручных материалов вовсе не значит, что надо просто переправиться с одного берега бурной реки на другой берег...

      Удалить
    2. Почти всю сознательную жизнь занимаюсь возобновляемыми источниками энергии...

      Удалить
    3. Всё бы хорошо с понятием возобн. ист. энергии... Но, опять же чуть-чуть не в ту сторону "тянет" тогда, когда дело коснется "использование ВИЭ". Например. Есть "первичная" энергия: воды, воздуха. Но ведь есть и "вторичная" энергия той же воды и/или воздуха...

      Удалить
  2. Пришло время осмыслить задачи, поставленные нашей цивилизацией... Человек построил машины для автоматического расчета любых конструкций - компьютеры. Так в чем же вопрос? Разве все эти "любительские" модели нельзя обработать на ЭВМ? mubarakching2013

    ОтветитьУдалить
  3. давйте рассмотрим все без исключения ветродвигатели с доисторических времен - паруса - и до наших дней. Гляньте, парус изобрел человек, и тот же "хомо сапиенс" в начале третьего тысячелетия использует принцип действия потока ветра (воды) на поставленный на пути следования ветра (воды) препятствие... Заметьте, это очень важный момент в использовании энергии (ветра или потока воды), нам следует уяснить, что понятие ветер -- парус - потребитель, нечто взаимосвязанное...

    ОтветитьУдалить