Turbine vaneless: un nuovo tipo di generatore eolico

Gli specialisti delle energie alternative hanno da tempo formulato uno stereotipo su come dovrebbero apparire i generatori eolici corretti ed efficienti. Questo stato di cose non è affatto sorprendente, perché i generatori eolici sono costruiti ogni anno in tutto il mondo, e queste sono sempre enormi strutture con pale, simili ai giganti mulini a vento. Per quanto riguarda i generatori eolici vaneless, l'atteggiamento nei loro confronti, di regola, tra le persone alternative è molto, molto scettico.

Tuttavia, gli sviluppatori di nuove soluzioni non hanno fretta di fermarsi nel loro entusiasmo. E così, nel 2015, la società spagnola Vortex Bladeless ha proposto una nuova versione e un modello di soluzione già pronto, mostrando come possono essere organizzati generatori eolici che non sono inferiori in termini di efficacia rispetto alla tradizionale banderuola, ma li superano entrambi in sicurezza, in termini di efficienza produttiva e capacità installazione.

Vortex Bladeless ha introdotto il modello e il layout operativo di un generatore eolico fondamentalmente nuovo, completamente diverso dai normali mulini a vento. Non ci sono pale che ruotano nel vento e non sono previste grandi parti rotanti.

Il generatore non è affatto come un mulino a vento, ma assomiglia a una grande mazza da baseball, montata verticalmente su una penna e che ondeggia sotto l'influenza del vento che soffia su di essa. Ma il vento non soffia sempre nelle raffiche, qualcuno potrebbe discutere, e come farà questo gigantesco pipistrello a oscillare, si piegherà e resterà immobile come un albero? In effetti, tutto è completamente sbagliato!

Il principio secondo cui un generatore eolico verticale senza lama oscillerà nel vento non è legato alle raffiche di vento. Il principio è di far oscillare il generatore verticale di vortici d'aria invisibili formati sotto forma di una catena dietro oggetti cilindrici, soffiati dal gas o fatti circolare da un liquido nella direzione trasversale.

Questo fenomeno fu spiegato nel 1912 da Theodore von Karman, un fisico americano e specialista in aerodinamica e aeronautica. E il fenomeno della formazione di catene di vortici attorno a un gas soffiato o aerato liquido, l'asse verticale è stato nominato in onore dello scienziato "Pocket path". Questo fenomeno è stato posto dagli sviluppatori come base per un unico generatore eolico senza lama.

Un generatore eolico Vortex è la metà del costo di produzione rispetto a una turbina a palette di capacità simile e i costi di manutenzione regolari sono cinque volte inferiori! Inoltre, la quantità di gas serra emessa è inferiore del 40%, il generatore funziona in modo più silenzioso ed è quasi completamente sicuro per uccelli e pipistrelli.

Per quanto riguarda l'efficienza in generale, i generatori senza lama verticali possono essere installati su un'area più piccola e quindi ricevere più elettricità rispetto agli stessi generatori eolici a pale che richiedono aree enormi in modo che la turbina possa oscillare. Questo fattore è estremamente importante nella costruzione di grandi parchi eolici e possono essere installati diversi generatori verticali e vicini l'uno all'altro: la centrale elettrica si rivelerà più compatta.

Non solo, gli sviluppatori hanno verificato l'aerodinamica del sistema da due dei loro generatori eolici quando uno si trovava dietro l'altro, e si è scoperto che quello che stava dietro oscillava ancora di più, perché riutilizzava i vortici dal primo.

Gli autori del progetto sono sicuri che per le case private ci saranno abbastanza mini generatori eolici alti 12,5 metri per una potenza nominale di 4 kW, e i modelli Gran sviluppati a 1 MW costituiranno la base di grandi parchi eolici.Anche nella fase iniziale della ricerca, nel 2012, gli investitori europei hanno investito circa 1.000.000 di euro in Vortex Bladeless e fino ad oggi il progetto sembra molto promettente.

Strutturalmente, il mulino a vento è composto da due parti. La parte superiore ha una superficie irregolare, ed è che oscilla e genera vortici d'aria del percorso della tasca attorno a sé. Nella parte inferiore fissa della struttura sono presenti elementi di un generatore elettrico.

L'impostazione è progettata in modo tale che l'accumulo avvenga alla frequenza di risonanza, che coincide con la frequenza dei vortici nella traccia di Karman formata. Quindi il vento oscilla la parte superiore del mulino a vento, usando il fenomeno della risonanza meccanica. E se prima una tale risonanza avesse distrutto ponti e altre strutture, ora sarà in grado di generare elettricità, mostrando il suo potenziale distruttivo più amichevole.

Inizialmente, gli specialisti dell'azienda hanno testato con successo prototipi da 2 kW progettati per soffiare il vento a una velocità compresa tra 1,5 e 7 m / s; I modelli da 4 kW sono progettati per 3-15 m / s, quindi è possibile ridimensionare fino a unità di megawatt. I componenti principali dei futuri parchi eolici sui nuovi generatori sono i generatori verticali senza lama Vortex da 1 MW, alti 150 metri, da cui sarà possibile assemblare una grande centrale elettrica della capacità richiesta.

Gli sviluppatori, ovviamente, non rivelano tutte le sottigliezze, ma si sa qualcosa. Alla base della parte mobile ci sono due anelli di magneti repulsivi, in modo che quando il vento piega la struttura in una direzione, i magneti tirano nell'altra direzione e questi piccoli movimenti di spinta e spinta contribuiscono solo alla manifestazione di energia cinetica che si verifica durante l'oscillazione circolare della torre, che poi convertito in energia elettrica usando un alternatore lineare. La frequenza di oscillazione della torre raggiunge i 20 Hz.

La ricerca è continuata per molto tempo e in varie fasi il dispositivo è stato continuamente migliorato, sono stati prodotti più di 200 modelli e ciascuno di essi è stato testato dagli sviluppatori in una galleria del vento in modo che la geometria dell'albero potesse finalmente consentire di raccogliere quanta più energia del vento possibile e in modo che la frequenza naturale dell'albero Vortex Bladeless potrebbe cambiare per adattarsi alla risonanza con la traccia Pocket.