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5 design insoliti di generatori eolici
L'energia eolica si sta attivamente sviluppando in tutto il mondo, e non è un segreto per nessuno che questa sia una delle aree più promettenti di energia alternativa al momento. A metà del 2014, la capacità totale di tutti i generatori eolici installati nel mondo era di 336 gigawatt, e il generatore eolico verticale a tre pale Vestas-164 più grande e più potente è stato installato e lanciato all'inizio del 2014 in Danimarca. La sua potenza raggiunge gli 8 megawatt e la campata delle pale è di 164 metri.
Nonostante la tecnologia di lunga data nella produzione di turbine a palette e mulini a vento in generale, molti appassionati cercano di migliorare la tecnologia, aumentarne l'efficienza e ridurre i fattori negativi.
Come è noto, il coefficiente di utilizzo dell'energia del flusso del vento generatori eolici tradizionali nella migliore delle ipotesi, raggiunge il 30%, sono piuttosto rumorosi e sconvolgono il bilancio termico naturale dei territori circostanti, aumentando la temperatura dello strato d'aria superficiale di notte. Sono anche molto pericolosi per gli uccelli e occupano ampie aree.
Quali alternative esistono? In effetti, il lavoro degli inventori moderni non conosce limiti e sono state inventate molte alternative diverse.
Diamo un'occhiata ai 5 progetti alternativi più insoliti del settore più notevoli del settore per le turbine eoliche.
Dal 2010, la società americana Altaeros Energies, con sede presso il Massachusetts Research Institute, sviluppa una nuova generazione di generatori eolici. Un nuovo tipo di generatore eolico è progettato per funzionare ad altezze fino a 600 metri, dove i normali generatori eolici semplicemente non riescono a ottenere. È ad altitudini così elevate che soffiano costantemente i venti più forti, che sono 5-8 volte più forti dei venti vicino alla superficie della terra.
Il generatore è una struttura gonfiabile, simile a un dirigibile gonfiato con elio, in cui una turbina a tre pale è installata sull'asse orizzontale. Un tale generatore eolico è stato lanciato nel 2014 in Alaska ad un'altezza di circa 300 metri per i test per 18 mesi.
Gli sviluppatori sostengono che questa tecnologia produrrà elettricità per un valore di 18 centesimi per chilowattora, che è la metà del prezzo del normale costo dell'energia eolica in Alaska. In futuro, tali generatori potrebbero essere in grado di sostituire le centrali diesel e trovare applicazioni in aree problematiche.
In futuro, questo dispositivo sarà non solo un generatore di energia elettrica, ma anche parte di una stazione meteorologica e un mezzo conveniente per fornire Internet in territori lontani dall'infrastruttura corrispondente.
Dopo l'installazione, un tale sistema non richiede la presenza di personale, non occupa una vasta area ed è quasi silenzioso. Può essere controllato a distanza e richiede manutenzione solo una volta ogni 1-1,5 anni.
Un'altra interessante decisione di creare un design insolito di un parco eolico è in fase di attuazione negli Emirati Arabi Uniti. Non lontano da Abu Dhabi, la città di Madsar è in costruzione, in cui hanno in programma di costruire un parco eolico piuttosto insolito, chiamato dagli sviluppatori di "Windstalk".
Il fondatore di Atelier DNA, una società di design con sede a New York che sviluppa il progetto per questo progetto, ha affermato che l'idea principale era quella di trovare un modello cinetico in natura che potesse servire a generare elettricità, e è stato trovato un modello simile. 1203 steli di fibra di carbonio, ciascuno alto circa 55 metri, con basi in cemento larghe 20 metri, saranno installati a 10 metri di distanza.
Gli steli saranno rinforzati con gomma e hanno una larghezza di circa 30 cm alla base e si assottigliano fino a 5 centimetri nella parte superiore.Ciascuno di questi steli conterrà strati alternati di elettrodi e dischi ceramici realizzati con un materiale piezoelettrico che genera una corrente elettrica quando viene sottoposto a pressione.
Quando gli steli oscillano nel vento, i dischi si restringono, generando corrente elettrica. Nessun rumore dalle pale delle turbine eoliche, nessuna vittima tra gli uccelli, nient'altro che il vento.
L'idea è nata osservando le canne che ondeggiano nella palude.
Il progetto Windstalk dell'Atelier DNA si è aggiudicato il secondo posto nel concorso Land Art Generator sponsorizzato da Madsar per selezionare le migliori opere d'arte internazionali per generare energia da fonti rinnovabili.
L'area occupata da questa insolita stazione eolica coprirà 2,6 ettari, e in termini di potenza corrisponderà a un generatore eolico convenzionale, che occupa un'area simile. Il sistema è efficace per l'assenza di perdite per attrito inerenti ai sistemi meccanici tradizionali.
Alla base di ogni stelo ci sarà un generatore che converte la coppia dallo stelo utilizzando un sistema di ammortizzatori e cilindri, simile al sistema Levant Power sviluppato a Cambridge, nel Massachusetts.
Poiché il vento non è costante, verrà applicato un sistema di accumulo di energia in modo che l'energia accumulata possa essere consumata anche in assenza di vento, spiega i dipendenti che lavorano al progetto.
Nella parte superiore di ogni stelo, verrà installata una luce a LED, la cui luminosità dipenderà direttamente dalla forza del vento e dalla quantità di elettricità attualmente generata.
Windstalk lavorerà su un'oscillazione caotica, che consente di posizionare gli elementi molto più vicini tra loro di quanto sia possibile con le tradizionali turbine eoliche a lama.
Un progetto Wavestalk simile è in fase di sviluppo per convertire l'energia delle correnti e delle onde oceaniche, in cui un sistema simile sarà sottosopra sott'acqua.
Il progetto, sviluppato da Saphon Energy dalla Tunisia, così come Windstalk, è un generatore eolico senza lama, ma questa volta il dispositivo ha un design a vela.
Questo generatore silenzioso, simile a un'antenna parabolica in forma, era chiamato Saphonian. Non ha parti rotanti ed è completamente sicuro per gli uccelli. Lo schermo del generatore fa movimento avanti e indietro, creando vibrazioni nel sistema idraulico.
L'obiettivo del progetto è migliorare le prestazioni dei generatori eolici per quanto riguarda l'uso del flusso del vento. Il vento si imbarca letteralmente in una vela, che compie movimenti in avanti e indietro sotto la sua azione, mentre non ci sono pale, né rotore, né ingranaggi. Questa interazione ti consente di convertire più energia cinetica in energia meccanica usando i pistoni.
L'energia può essere accumulata in accumulatori idraulici o convertita in energia elettrica per mezzo di un generatore, oppure è possibile utilizzare un meccanismo per ruotarla. Se i normali generatori eolici hanno un'efficienza del 30%, allora questo generatore a vela offre tutto l'80%. La sua efficienza supera i mulini a vento a pale di 2,3 volte.
A causa della mancanza di componenti costosi, come nel caso di una turbina eolica (pale, mozzi, scatole del cambio), nel caso di Saphonian, i costi delle attrezzature sono ridotti al 45%.
La forma aerodinamica della Saphonian ha il vantaggio che le correnti di vento turbolento hanno scarso effetto sul corpo della vela e la forza aerodinamica aumenta solo. È a causa della turbolenza che le turbine eoliche non vengono utilizzate nelle aree urbane e anche la Saphonian può essere utilizzata lì. Inoltre, i fattori acustici e di vibrazione dannosi sono ridotti al minimo. Saphon Energy ha ricevuto il KPMG Award for Innovation.
Un altro approccio molto rivoluzionario all'utilizzo dell'energia eolica è stato implementato nel 2008 da un inventore, un appassionato della California.I generatori eolici di grandi dimensioni per le piccole città hanno le dimensioni di un edificio di 30 piani e le loro pale raggiungono le dimensioni delle ali di un Boeing 747.
Questi generatori giganti producono certamente molta energia, ma la produzione, il trasporto e l'installazione di tali sistemi sono complessi e costosi. Nonostante ciò, l'industria cresce di oltre il 40 percento ogni anno. È quello a cui ha pensato Dag Selsam della California prima di stabilire il suo ambizioso obiettivo. Decise che era realistico ottenere più energia usando meno materiali.
Installando una dozzina o diverse dozzine di piccoli rotori su un albero collegato a un generatore, alla fine Doug raggiunse il suo obiettivo. Collegò un'estremità dell'albero lungo al generatore e lanciò l'altra estremità in alto su palloncini con elio. Il sistema ha funzionato come previsto.
Nei libri di testo, Doug ha letto che una turbina a rotore singolo è sufficiente per ottenere il massimo, ma Doug ha dei dubbi. Pensava diversamente: più rotori, più energia eolica è disponibile per l'uso.
Se ciascun rotore si trova ad angolo retto, ciascun rotore riceverà il proprio vento e ciò aumenterà l'efficienza di generazione.
Naturalmente, questo complica la fisica, perché ora era necessario assicurarsi che ciascun rotore catturasse il proprio flusso e non solo il flusso dal rotore vicino. Era necessario scoprire l'angolo ottimale per l'albero in relazione al vento e la distanza ideale tra i rotori. E, alla fine, il guadagno è stato ottenuto utilizzando meno materiale.
Nel 2003, l'inventore ha ricevuto una sovvenzione di $ 75.000 dalla California Energy Commission per sviluppare una turbina da 3.000 watt con sette rotori. Il compito è stato risolto con successo e Dag Selsam ha già venduto oltre 20 delle sue turbine a doppio rotore da 2000 watt a diversi proprietari di case. Ha costruito questi dispositivi nel suo garage di campagna.
L'idea di Doug era una delle poche idee che in realtà hanno tutte le possibilità di raggiungere un grande successo nel mondo commerciale. Selsam afferma che due rotori sono solo l'inizio. Probabilmente un giorno vedrà le sue turbine multi-rotore lunghe un miglio nel cielo.
"Possiamo andare oltre e realizzare turbine molto più potenti usando questa tecnologia, supererà le fantasie più sfrenate di General Electric", afferma l'inventore.
Archimede, con sede a Rotterdam, nei Paesi Bassi, ha messo a punto il suo concetto di insolite turbine eoliche che possono essere installate direttamente sui tetti degli edifici residenziali.
Secondo gli autori del progetto, un'efficace progettazione a basso rumore può fornire elettricità a una piccola casa e un complesso di tali generatori, lavorando in collaborazione con pannelli solari standard, in grado di ridurre completamente a zero la dipendenza di un grande edificio da fonti esterne di elettricità. Le nuove turbine eoliche si chiamano Liam F1.
Una piccola turbina con un diametro di 1,5 metri e un peso di circa 100 chilogrammi può essere installata su qualsiasi parete o tetto di un edificio residenziale. In genere, l'altezza dei tetti a terrazze è di 10 metri e il vento nel paese è quasi sempre sud-ovest. Queste condizioni sono sufficienti per posizionare correttamente la turbina sul tetto e utilizzare efficacemente l'energia eolica.
Qui vengono risolti due problemi dei generatori eolici convenzionali: il rumore delle turbine a pale convenzionali e l'alto costo di installazione di attrezzature ingombranti. Nei generatori eolici convenzionali, i costi di installazione spesso non pagano. Il livello di rumore della turbina Liam è di circa 45 dB, e questo è ancora più silenzioso del rumore della pioggia (il rumore della pioggia nella foresta è di 50 dB).
In forma simile a un guscio di una lumaca, la turbina, come una banderuola, gira nel vento, catturando il flusso d'aria, riducendone la velocità e cambiando direzione. Il direttore dell'azienda Marinus Miremeta afferma che l'efficienza di una turbina innovativa raggiunge l'80% della massima efficienza teoricamente disponibile nell'energia eolica. E questo è già abbastanza.
Nei Paesi Bassi, la famiglia media consuma 3300 kWh di elettricità all'anno.Secondo gli sviluppatori, metà di questa energia può essere fornita da una turbina Liam F1 a una velocità del vento di almeno 4,5 m / s.
Tre di queste turbine possono essere posizionate ai vertici del triangolo sul tetto della casa, quindi ciascuna delle turbine sarà fornita di vento e non interferiranno l'una con l'altra, ma al contrario si aiuteranno a vicenda.
Se stiamo parlando dell'installazione in una città in cui vi sono flussi turbolenti, il produttore suggerisce di alzare leggermente i generatori eolici installati sui tetti delle città, fissandoli ai pali in modo che le pareti delle case vicine non interferiscano con i flussi del vento.
Il costo stimato della nuova turbina con l'installazione è di 3999 euro. Poiché il dispositivo ha una dimensione superiore a un metro, potrebbe essere necessaria una licenza speciale per il suo utilizzo, quindi, nel caso più estremo, la società produce anche turbine mini-Liam con un diametro di 0,75 metri.
I produttori intendono utilizzare le loro turbine non solo per l'alimentazione di edifici residenziali e industriali, ma anche per l'alimentazione di navi marine.
Come puoi vedere, ci sono molte alternative interessanti dai produttori di generatori eolici.
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