Можно ли сделать ветряные электростанции дешевле и эффективнее?

Октябрь 29, 2012 / Ольга Шейдина, Редактор

Еще совсем недавно здравый смысл подсказывал, что, поскольку мы практически подошли к теоретическому пределу возможностей ветряной турбины, то можно считать, что энергия ветра – зрелая технология.

Можно ли сделать ветряные электростанции дешевле и эффективнее?

Но в Калифорнийском технологическом институте специалисты пересмотрели некоторые основные положения, которыми в последние 30 лет руководствовались энергетики.

Сегодня исследователи убеждены, что повысить эффективность работы ветряных электростанций можно путем нового подхода к дизайну. Надо всего лишь располагать ветрогенераторы как можно ближе друг к другу.

А совсем недавно считалось, что движению вперед в области ветроэнергетики может помочь только разработка турбин больших по размеру, размещение их в открытом море и правительственная поддержка разработчиков альтернативной энергетики. Но сегодня научный мир в этом подходе начал сомневаться.

«Мы упускаем из виду тот факт, что, если не будет колоссальных сдвигов в технологиях изготовления ветрогенераторов, то ветряные электростанции будут оставаться малоэффективными», - говорит Джон Дабири, доктор одного из подразделений Калифорнийского технологического института, являющийся также профессором прикладных наук и инженерии. Простые ветряные турбины с пропеллерами надо располагать друг от друга на достаточно большом расстоянии, чтобы они не мешали друг другу аэродинамически. Большая часть ветряной энергии, попадающей на ветряные электростанции, не используется. Современные ветряные электростанции, по большому счету, похожи на «неаккуратных едоков», проносящих ложку мимо рта. Чтобы эту небрежность компенсировать и получить доступ к самым хорошим потокам ветра, конструкции устанавливают выше и больше.

Но такое увеличение размеров и высоты приводит к увеличению расходов, проблемам в области инженерии, сложностям в обслуживании более крупного оборудования и к трудностям в распознавании его радаром. Помимо этого, работе больших установок могут мешать птицы и летучие мыши.

Джон Дабири обращает внимание на улучшение дизайна ветряных электростанций, в то же время, отводя второстепенную роль эффективности работы каждой отдельной турбины. Ученый описал новую конструкцию в издании «Journal of Renewable & Sustainable Energy», выпущенном Американским институтом физики.

«Энергии ветра на расстоянии 30 футов от поверхности Земли намного меньше, чем на высоте расположения современных ветряных турбин. Но если ветра около земли применять эффективнее – тогда не нужно будет получать доступ к высшим воздушным слоям», - говорит ученый.

«Общий объем энергии ветра, который доступен в тридцати футах от Земли, больше глобального использования электрической энергии в несколько раз. Это не вызов. Просто нужно использовать эту мощь!».

Дизайн, который разработали ученые Калифорнийского технологического института, предполагает, что ветрогенераторы с вертикальной осью (VAWT) размещаются так близко друг к другу, как это возможно при использовании пропеллерных турбин горизонтально-осевого вида.

По словам Дабири, VAWT одновременно обеспечивают несколько мгновенных выгод. Среди них – высокоэффективная работа при сильном ветре, простая конструкция, позволяющая сэкономить на использовании и техобслуживании, а также меньшие габариты, что позволяет снизить воздействие на окружающую среду.

Основных причин, по которым VAWT не достаточно широко применяются сегодня, две. Вертикально-осевые генераторы индивидуально менее эффективны. Наряду с этим, предыдущее поколение VAWT пострадало от структурных сбоев по причине переработки.

«Относительно эффективности, наш подход не основан на высоком КПД индивидуальной турбины – основным является то, насколько близко размещены ветрогенераторы друг от друга. Относительно проблем в области прогнозирования аэродинамических нагрузок и материалов – мы создали новую конструкцию, которая оснащена более высокотехнологично и лучше переносит долговременную интенсивную работу», - утверждает Джон Дабири.

Информация, накопленная исследователями с 2010 года, доказывает – ученые находятся на верном пути. Но это всего лишь начало работы. Следующие шаги подразумевают демонстрацию итогов исследования и улучшение дизайна турбин, применяемых для опытов.

Окончательная цель эксперимента – уменьшить себестоимость энергии ветра. «Наши результаты – призыв к дополнительным исследованиям альтернативной энергетики», - отмечает Дабири. «По предварительным прогнозам, турбины в ветряных электростанциях можно создавать, экономя на стоимости материалов, обслуживания и производственных процессов». В настоящее время исследователи проводят работу, которая должна подтвердить данное предположение на практике.

Это интересно ...

Последние новости и статьи:



Оставить комментарий