.jpg)
Без лопастей и почти бесшумно: новая ветряная турбина использует опасный эффект природы
Мировая энергетика продолжает искать новые решения, которые сделают производство электроэнергии дешевле, экологичнее и эффективнее. Одну из самых необычных разработок последних лет представила испанская компания Vortex Bladeless, предложившая полностью переосмыслить принцип работы ветряных турбин.
В отличие от привычных ветрогенераторов с огромными вращающимися лопастями, новая установка не имеет ни одной лопасти. Вместо этого она использует физическое явление, которого инженеры десятилетиями старались избегать из-за его способности разрушать различные конструкции.
Как работает безлопастная турбина
Внешне новая установка больше напоминает тонкую вертикальную мачту, чем классический ветряк. Под воздействием ветра она начинает плавно раскачиваться из стороны в сторону, а возникающие колебания преобразуются в электрическую энергию.
В основе технологии лежит так называемая вихревая дорожка Кармана — физический эффект, возникающий, когда поток воздуха обтекает вертикальный цилиндр. Позади конструкции формируются чередующиеся вихри, которые создают периодическое давление и заставляют мачту вибрировать.
Обычно инженеры стремятся исключить подобное явление, поскольку оно способно вызывать опасные колебания мостов, дымовых труб, телевизионных башен и других высоких сооружений. В некоторых случаях именно такие вибрации становились причиной повреждений конструкций.
Разработчики Vortex Bladeless решили использовать этот эффект не как проблему, а как источник энергии.
Опасное явление превратили в источник электричества
Конструкция турбины включает специальный гибкий стержень, позволяющий мачте входить в резонанс при определенной скорости ветра. После этого механические колебания преобразуются в электрическую энергию с помощью генератора переменного тока.
В отличие от классических ветряных турбин, здесь отсутствуют редукторы, массивные вращающиеся лопасти и сложные механические передачи. Благодаря этому количество движущихся элементов значительно сокращается.
Меньшее число деталей означает снижение механического износа, уменьшение расходов на техническое обслуживание и потенциальное увеличение срока службы оборудования.
Какие преимущества у новой технологии
Современные ветроэлектростанции считаются одним из наиболее эффективных источников возобновляемой энергии, однако их строительство и эксплуатация требуют значительных затрат. Огромные лопасти сложно транспортировать, монтаж требует специальной техники, а обслуживание обходится дорого.
Безлопастная конструкция призвана устранить многие из этих недостатков.
Такие установки работают практически бесшумно, занимают значительно меньше пространства и имеют гораздо более простую конструкцию. Отсутствие крупных вращающихся элементов также снижает вероятность механических поломок.
Еще одним важным преимуществом считается безопасность для животных. Традиционные ветряные турбины нередко становятся причиной гибели птиц и летучих мышей, сталкивающихся с вращающимися лопастями. В новой конструкции подобная проблема практически отсутствует.
Пока мощность остается весьма скромной
Несмотря на инновационный подход, технология находится лишь на начальном этапе коммерческого развития.
Самая мощная модель, созданная компанией Vortex Bladeless, сегодня способна вырабатывать около 100 ватт электроэнергии.
Для сравнения, современные промышленные ветровые турбины производят несколько мегаватт, то есть в десятки тысяч раз больше.
Поэтому новая технология пока не рассматривается как полноценная альтернатива классическим ветроэлектростанциям. Скорее она может занять собственную нишу там, где использование крупных турбин невозможно или экономически нецелесообразно.
Где могут применяться такие установки
Разработчики считают, что безлопастные турбины особенно перспективны для использования в городской среде, где классические ветрогенераторы сложно устанавливать из-за шума и больших размеров.
Кроме того, технология может использоваться для питания:
элементов инфраструктуры «умных городов»;
телекоммуникационного оборудования;
метеостанций;
сельскохозяйственных датчиков;
автономных систем освещения;
удаленных объектов без централизованного электроснабжения.
Также такие установки могут работать совместно с солнечными панелями, аккумуляторными системами и традиционными ветроэлектростанциями, создавая гибридные комплексы генерации энергии.
Почему инженеры ищут замену классическим ветрякам
Несмотря на широкое распространение ветроэнергетики, традиционные турбины имеют ряд ограничений. Помимо высокой стоимости строительства и обслуживания, они требуют значительных площадей и могут создавать шум.
Кроме того, исследования показывают, что в отдельных регионах крупные ветропарки способны влиять на окружающую среду. Наиболее известной проблемой остается гибель птиц и летучих мышей, которые сталкиваются с вращающимися лопастями.
Появляются и новые данные о воздействии подобных объектов на животных. Так, в северных регионах, где активно строятся ветропарки, специалисты отмечают изменение маршрутов миграции северных оленей. По наблюдениям исследователей, животных отпугивают не столько шум или вибрации, сколько сам вид огромных вращающихся лопастей.
Может ли технология изменить будущее энергетики
Пока безлопастные турбины не способны конкурировать с современными ветроэлектростанциями по объему вырабатываемой электроэнергии. Однако главная ценность этой разработки заключается не в максимальной мощности, а в простоте конструкции, надежности, экологичности и низких эксплуатационных расходах.
Если инженерам удастся значительно повысить эффективность установки и масштабировать производство, подобные турбины могут стать важным дополнением к существующим источникам возобновляемой энергии. Они способны обеспечить электроэнергией объекты в местах, где использование традиционных ветрогенераторов сегодня остается слишком дорогим, сложным или вовсе невозможным.
