Вітряна турбіна: пристрої, види. Вітряні турбіни - у шість разів більше енергії Промислові водяні турбіни та вітряки

Розвинені країни давно зробили ставку на поновлювані джерела енергії, зокрема вітроенергетику. У результаті сумарна потужність всіх працюючих у світі атомних електростанцій становить трохи більше 400 тис. МВт, а сумарна потужність вітрових станцій перевищила 500 тис. МВт! Втім, у країнах, де приділяється увага вітроенергетиці, немає ні Газпрому, ні РАТ ЄЕС. Як і підсаджування на нафтову голку… Але не будемо про наболіле.

Отже, у вільних від всевладдя монополій та кланової системи країнах переважають вітрогенератори пропелерного типу з горизонтальною віссю обертання. Такі генератори вимагають потужних опорних веж із дорогими фундаментами, що збільшує терміни окупності. До того ж такі агрегати є потужними низькочастотними джерелами шуму. Обертається пропелерний «вітряк» зі швидкістю всього 15-30 оборотів на хвилину, а після редуктора обороти збільшується до 1500, в результаті з такою ж швидкістю обертається і вал генератора, який виробляє електроенергію. Ця класична схема має суттєві недоліки: редуктор – складний і дорогий механізм (до 20% вартості всього вітрогенератора), вимагає сезонної заміни і дуже швидко зношується (див. ).

Актуальність розробки вітряної турбіни

Ці обставини обмежують коло покупців та змушує шукати альтернативу традиційним вітряним електрогенераторам. Вертикально-осьові вітряні турбіни стали сучасним трендом. Вони безшумні і не вимагають великих капітальних витрат, простіше і дешевше в обслуговуванні, ніж горизонтально-осьові турбіни. Вітряні генератори з горизонтальною віссю переводяться в захисний режим (авторотації) при граничній швидкості вітру, перевищення якої може призвести до руйнування конструкції. У такому режимі пропелер від'єднаний від мультиплікатора та генератора, електроенергія не виробляється. А ротори з вертикальною віссю відчувають значно меншу механічну напругу при рівній швидкості вітру, ніж ротори з горизонтальною віссю. До того ж останні вимагають дорогих систем орієнтації у напрямку вітру.

До останнього часу вважалося, що для VAWT неможливо отримати коефіцієнт швидкохідності (відношення максимальної лінійної швидкості лопат до швидкості вітру) більше одиниці. Ця надмірно широко трактована передумова, правильна тільки для роторів окремих типів, призвела до хибних висновків про те, що граничний коефіцієнт використання енергії вітру у вертикально-осьових ВЕУ нижче, ніж у горизонтально-осьових пропелерних, через що цей тип ВЕУ майже 40 років взагалі не розроблявся. І лише в 60-х-70-х роках спочатку канадськими, а потім американськими та англійськими фахівцями було експериментально доведено, що ці висновки не застосовуються до роторів Дар'ї, які використовують підйомну силу лопатей. Для цих роторів зазначене максимальне відношення лінійної швидкості робочих органів до швидкості вітру досягає 6:1 і вище, а коефіцієнт використання енергії вітру не нижче, ніж горизонтально-осьових (пропелерного типу). Немаловажну роль відіграє і та обставина, що обсяг теоретичних досліджень аеродинаміки вертикально-осьових роторів та досвід розробки та експлуатації вітрогенераторів на їх основі набагато менше, ніж для горизонтально-осьових роторів.

Створено відмінну від інших вітряну турбіну вертикально-осьового типу (міжнародне позначення VAWT), коефіцієнт використання енергії вітру якої не поступається кращим світовим вітрогенераторам з горизонтальною віссю обертання. Інноваційний багатоплановий підхід до конструкції вертикальних вітрогенераторів заснований серед іншого і на використанні низько міцного ротора, на периферії якого закріплено безліч вітрил-крил.

Ротор забезпечений опорними стійками колісних шасі, що дозволяє йому обертатися навколо нерухомої осі зі стійкою часом на фундамент за рахунок коліс шасі. Безліч вітрил-крил створюють рахунок аеродинамічних сил великий обертальний момент. Що робить цю конструкцію рекордною за питомою потужністю. Діаметр ротора може становити 10 метрів. При цьому на такому роторі можливе встановлення крил площею понад 200 квадратних метрів, що дозволить генерувати до ста кіловат електроенергії.

Розміри та вага агрегатів

При цьому вага таких агрегатів настільки мала, що його можна встановлювати на дахах будівель і забезпечувати їх за рахунок цього автономним електропостачанням. Або можливо забезпечити електроенергією об'єкт у горах, куди не прокладена лінія електропередачі. Збільшення потужності до скільки завгодно великої величини можна досягти тиражуванням таких агрегатів. Тобто ставлячи багато однотипних установок, досягаємо потрібної потужності.

Технічна ефективність

Щодо технічної ефективності. Наш прототип при висоті лопатей 800мм та поперечному габариті 800 мм при швидкості вітру 11 м/с розвинув механічну потужність 225 Вт (при 75 оборотах за хвилину). При цьому він відстояв від поверхні землі на висоті менш як метр. За даними ресурсу http://www.rktp-trade.ru порівнянну потужність (300 Вт) розвиває п'ятилопатевий вертикальний вітряк, встановлений на шестиметровій щоглі, причому він має п'ять 1200 мм лопатей, встановлених на габаритному діаметрі 2000 мм. Тобто, якщо прийняти обметувані вітром площі порівнюваних вітряків рівними, то вийде, що прототип енергоефективніший за відомий вітряк у 2,5...3 рази, з урахуванням того, що у землі вітер слабший через близькість до граничної поверхні і має виражений турбулентний характер.

Виходячи з цього, знаючи, що описаний аналог має коефіцієнт використання енергії вітру (КІЕВ) рівний 0,2, можна оцінити КІЕВ прототипу як 0,48, що набагато вище, ніж у VAWT типу «Савоніус» і «Дар'є» і відповідає найкращим світовим зразків горизонтально-осьових вітрогенераторів. При цьому матеріаломісткість і собівартість у прототипу набагато нижче, ніж у пропелерних щоглинкових вітряків, що мають механізми орієнтації на вітер і високо розташовану гондолу з дорогим редуктором планетарного типу, що підвищує.

Порівняльна оцінка ефективності роторів вітрових турбін різних типів- Таблиця 1.

Тип ротора	Розташування осі обертання	Коефіцієнт використання енергії вітру (КІЕВ)	Джерело	Прімечання
Ротор Савоніуса	Вертикальне	0,17		Розроблено близько вісімдесяти років тому, схема – рис. 7 (д) на стор.17 згаданого джерела
Ротор Н-Дар'є з широко рознесеними лопатями	Вертикальне	0,38	ТР.А. Янсон. Вітроустановки. За редакцією М.Ж. Осипова. М.: Видавництво МДТУ ім. н.е. Баумана, 2007р., стор.23, рис.13	Розроблено близько століття тому, схема – рис. 7(а) на стор.17 згаданого джерела
Багатолопатеві опори	Вертикальне	0,2	Там же, а також конкретний комерційний продукт на сайті http://www.rktp-trade.ru	До цього типу належить і ротор Болотова.
Двоплесні пропелерні	Горизонтальне	0,42	Р.А. Янсон. Вітроустановки. За редакцією М.Ж. Осипова. М.: Видавництво МДТУ ім. н.е. Баумана, 2007р., стор.23, рис.13	Найпоширеніший у світі тип вітродвигунів на сьогодні
Ротор нашої турбіни (формально Н-Дар'є, але із щільно зімкнутими лопатями, на яких встановлені похилі антикрила та горизонтальна крильчатка)	Вертикальне	0,48…0,5	Натурні виміри швидкості вітру анемометром, крутного моменту ротора динамометром, обертів ротора тахометром

Переваги вертикально-осьової вітряної турбіни VAWT

• Апарат обертається в ту саму сторону при будь-якому напрямку вітру. У той час як гондоли горизонтальних вітрогенераторів потрібно орієнтувати за вітром, що здорожує конструкцію та знижує ресурс рухомих частин механізму повороту.
• Генерація електроенергії VAWT починається при швидкості вітру від 5 м/с.
• Турбіна має високу аеродинамічну якість лопатей та інноваційну архітектуру, що дозволяє досягти коефіцієнта використання енергії вітру не менше 47%.
• Турбіна не потребує обслуговування генератора (кільцевий плоский лінійний без щіток і підшипників).
• Нарощування потужності досягається шляхом встановлення додаткових модулів.
• VAWT не має обмежень при встановленні поблизу житла, не створює неприпустимого електромагнітного та акустичного випромінювання. Це дозволяє встановлювати турбіни в межах населених пунктів, у тому числі на дахах багатоповерхових будівель без шкоди ландшафтним видам.
• VAWT абсолютно нешкідлива, може встановлюватися по дорозі міграції перелітних птахів.
• Турбіна стійка до сильного вітру, здатна витримати ураганний вітер. Це досягається механізмом автоматичної зміни кутів атаки вертикальних лопатей турбіни (малюнки наведені вище).
• VAWT має легкі та прості складові частини, зручні при транспортуванні та монтажі.
• Турбіна захищена від впливу блискавок.

На сьогодні виконано повнорозмірну 3-d модель механічної частини турбіни (з висотою вертикальних лопатей 8м), а також виконані робочі креслення деталей та вузлів ротора та вузла його обертання. Креслення на електрогенератор та лопаті проробляються з урахуванням максимальної відповідності критерію «ціна – якість».

Проект передбачає конструювання, виготовлення та випробування повнорозмірного зразка VAWT (висота вертикальних лопатей 8м). Після цього планується організувати промислове виробництво таких установок після налагодження пілотного зразка з оснащенням такими установками неелектрифікованих районів у сільській місцевості та будівель у містах.

Області застосування інноваційного вітрогенератора, в принципі, те саме, що й у аналогів. Тобто це вироблення електроенергії у місцях відсутності стаціонарних її джерел, і навіть там, де використання інших засобів отримання електроенергії економічно нерентабельно. Зокрема, це об'єкти спецпризначення, що потребують автономного енергозабезпечення, наприклад, маяки та радіомаяки, прикордонні застави та прикордонні пости, автоматизовані метеорологічні та аеронавігаційні пости.

Новостворена вітрова турбіна відноситься до відновлюваних джерел енергії у вигляді вертикально - осьових вітрових турбін (міжнародна абревіатура VAWT) карусельного типу

У світі зробили ставку на відновлювані джерела енергії, зокрема на вітроенергетику. Переважають вітрогенератори пропелерного типу з горизонтальною віссю обертання. Такі генератори вимагають потужних опорних веж і редукторів, що підвищують, що збільшує терміни окупності. До того ж такі агрегати є потужними низькочастотними джерелами шуму. Ці обставини обмежують коло покупців та змушує шукати альтернативу традиційним вітряним електрогенераторам.

Новостворена вітрова турбіна відноситься до відновлюваних джерел енергії у вигляді вертикально - осьових вітрових турбін (міжнародна абревіатура VAWT) карусельного типу.

Перевагою роторів вертикального типу є насамперед нижчий термін окупності, а також те, що вони допускають роботу в широкому діапазоні швидкостей вітру. У той час як ротори з горизонтальною віссю переводяться в захисний режим авторотації при якійсь граничній швидкості вітру, перевищення якої може призвести до руйнування конструкції.

У такому режимі пропелер від'єднаний від мультиплікатора та генератора, електроенергія не виробляється. А ротори з вертикальною віссю відчувають значно меншу механічну напругу при рівній швидкості вітру, ніж ротори з горизонтальною віссю. До того ж останні вимагають дорогих систем орієнтації у напрямку вітру.

У той час як ротори з вертикальною віссю можуть працювати за будь-якого напрямку вітру. Також перевагою вертикальних роторів є їхня малошумність і можливість встановлення в міських забудовах, у тому числі і на дахах будівель.

В рамках цього проекту запропоновано принципово новий підхід до конструкції вертикальних вітрогенераторів електроенергії. Він заснований на використанні низько міцного ротора, на периферії якого закріплено безліч вітрил - крил.

Ротор забезпечений опорними стійками колісних шасі, що дозволяє йому обертатися навколо нерухомої осі зі стійкою часом на фундамент за рахунок коліс шасі. Безліч вітрил – крил створюють рахунок аеродинамічних сил великий обертальний момент. Що робить цю конструкцію рекордною за питомою потужністю. Діаметр ротора може становити 10 метрів.

При цьому на такому роторі можливе встановлення крил площею понад 200 квадратних метрів, що дозволить генерувати до ста кіловат електроенергії. При цьому вага таких агрегатів настільки мала, що його можна встановлювати на дахах будівель і забезпечувати їх за рахунок цього автономним електропостачанням. Або можливо забезпечити електроенергією велику ферму в степу, куди не прокладена лінія електропередачі. Збільшення потужності до скільки завгодно великої величини можна досягти тиражуванням таких агрегатів. Тобто ставлячи багато однотипних вітроустановок, досягаємо потрібної потужності.

У ході Інтернет-моніторингу виявлено американську компанію, яка виробляє VAWT для резиденцій, заправних станцій електромобілів, а також для Міністерства оборони США (електронний ресурс http://www.vortexis.com/vortexis-engineering.html)

При віддаленій зовнішній схожості американської VAWT з нашою турбіною є такі принципові відмінності:

1. У аналога обертається внутрішня частина VAWT. А зовнішня частина – це статор (нерухомий напрямний апарат). У об'єкта, що заявляється, вся система - єдиний ротор. Хоча можна додатково комплектувати нашу турбіну статорними площинами - вітроконцентраторами.

2. Оскільки потужність залежить від моменту, що крутить, який прямо пропорційний радіусу ротора, за інших рівних умов у нашої турбіни радіус більше (при одних і тих же габаритах).

3. Наша турбіна містить горизонтальну крильчатку, на відміну від аналога, яка знімає потужність з висхідного вихору всередині ротора.

4. У аналога немає похилих антикрил. У нашій системі вони є, в кількості від 9 до 18. Ці антикрила, як показало порівняння старої моделі з дев'ятьма антикрилами та новою з удвічі більшою кількістю антикрил, збільшили потужність на 10%.

5. Вказана компанія не може робити великі VAWT. Заявник проектує турбіну потужністю до 50...80 кВт, що у півтора порядку перевищує показники описаного аналога.

Щодо технічної ефективності. Наш прототип при висоті лопатей 800мм та поперечному габариті 800 мм при швидкості вітру 11 м/с розвинув механічну потужність 225 Вт (при 75 оборотах за хвилину). При цьому він відстояв від поверхні землі на висоті менш як метр. За даними ресурсу http://www.rktp-trade.ru порівнянну потужність (300 Вт) розвиває п'ятилопатевий вертикальний вітряк, встановлений на шестиметровій щоглі, причому він має п'ять 1200 - мм лопатей, встановлених на габаритному діаметрі 2000 мм.

Тобто, якщо прийняти обметувані вітром площі порівнюваних вітряків рівними, то вийде, що прототип енергоефективніший за відомий вітряк у 2,5...3 рази, з урахуванням того, що у землі вітер слабший через близькість до граничної поверхні і має виражений турбулентний характер. З цього, знаючи, що описаний аналог має коефіцієнт використання енергії вітру (КІЕВ) рівний 0,2, можна оцінити КІЕВ прототипу як 0,48, що набагато вище, ніж у VAWT типу «Савоніус» та «Дар'є» і відповідає кращим світовим зразкам горизонтально - осьових вітрогенераторів.

При цьому матеріаломісткість і собівартість у прототипу незрівнянно нижче, ніж у пропелерних щоглинкових вітряків, що мають механізми орієнтації на вітер і високо розташований енергомодуль з дорогим редуктором планетарного типу, що підвищує.

Порівняльна оцінка ефективності роторів вітрових турбін різних типів наведена нижче у таблиці 1.

Таблиця 1

Тип ротора	Розташування осі обертання	Коефіцієнт використання енергії вітру (КІЕВ)	Джерело	Примітки
Ротор Савоніуса	Вертикальне	0,17	Р.А. Янсон. Вітроустановки. За редакцією М.Ж. Осипова. М.: Видавництво МДТУ ім. н.е. Баумана, 2007р., стор.23, рис.13	Розроблено близько вісімдесяти років тому, схема – рис. 7 (д) на стор.17 згаданого джерела
Ротор Н-Дар'є з широко рознесеними лопатями	Вертикальне	0,38	Там же	Розроблено близько століття тому, схема – рис. 7(а) на стор.17 згаданого джерела
Багатолопатеві опори	Вертикальне	0,2	Там же, а також конкретний комерційний продукт на сайті http://www.rktp-trade.ru	До цього типу і широко відомий в Астані ротор Болотова.
Двоплесні пропелерні	Горизонтальне	0,42	Там же	Найпоширеніший у світі тип вітродвигунів на сьогодні
Ротор нашої турбіни (формально Н-Дар'є, але із щільно зімкнутими лопатями, на яких встановлені похилі антикрила та горизонтальна крильчатка)	Вертикальне	0,48…0,5	Натурні виміри швидкості вітру анемометром, крутного моменту ротора динамометром, обертів ротора тахометром	КИЕВ визначено непрямими методами. Необхідний прямий замір електричної потужності на електрогенераторі, який належить придбати.

Т.о, об'єкт, що заявляється, не тільки новий і неочевидний, а й відповідає кращим світовим стандартам за КИЕВ, перевершуючи світові стандарти за супутніми витратами і терміном окупності.

Надалі планується сконструювати, виготовити та випробувати повнорозмірний пілотний зразок. Планується налагодити масовий випуск таких установок після налагодження пілотного зразка з оснащенням такими установками неелектрифікованих районів у сільській місцевості та нових будівель у містах.опубліковано

Винайшли міський вітрогенератор закритого типу, який буде безпечний як для людей, так і для тварин.

Як відомо, сучасні «пропелерні» вітряки небезпечні як для людей, так і для птахів і кажанів, крім того такі. Щоб не повторювати помилки світових виробників, російські вчені розробили вітряк закритого типу, що нагадує форму турбіни літака.


Конструкція складається з 32 лопаток замість 2-х або 3-х лопатей, що суттєво підвищує ККД вітряка та знижує його вартість. Крім того, кожух, у який укладені лопаті, у разі руйнування лопаті забезпечує безпеку для оточуючих. А висока швидкість обертання дозволяє уникнути шкідливих для здоров'я інфразвукових коливань.


Такий вітрогенератор має рекордно низьку вартість генерування електроенергії. Його можна встановлювати у житловій зоні, у т.ч. на дахах міських будівель. Він виконує практично всі необхідні вимоги: зручність, дешева вартість монтажу та низька електроенергія.

Як запевняють розробники, їхній вітрогенератор підходить для будь-яких кліматичних умов і починає працювати при поривах вітру від 1,8 м/с і безперебійно функціонує до 25 м/с.

«Це єдина модель генератора, яка може бути встановлена ​​там, де живе чи працює людина. Він унікальний за своїми характеристиками безпеки і водночас ще й продуктивний», - каже один із розробників вітрогенератора нового типу Володимир Канін.

Унікальною конструкцією пітерців зацікавилися установники стільникового обладнання, комплектів для мобільних бурових установок та геологічних партій, а також адміністрації північних енергодефіцитних регіонів Росії.

Аналогічні проекти існують у США, Японії, Китаї та Німеччині. Але як запевняють у компанії Optiflame Solutions, зважаючи на все, вони єдині, хто цілеспрямовано будує саме «міські», безпечні для житлового середовища вітряки. У грудні 2010 року вони стали одними із перших учасників інноваційного центру «Сколково». Цього року команда Optiflame Solutions увійшла до десятки фіналістів найбільшого в країні конкурсу стартапів GenerationS з треку CleanTech (чисті технології).

Як стверджує Канін, зараз у світі існує близько 300 різних проектів вітрогенераторів, насправді ж налічується не більше 10 прототипів, які можна помацати. Решта лише на ескізах.

На цьому фоні, їхній закритий вітрогенератор виглядає дуже багатообіцяюче. І нам залишається лише побажати удачі російським розробникам.

Нескінченна «еврика»

Пам'ятайте грецького винахідника та математика Архімеда, який вигукнув «еврика! (я знайшов!)» при відкритті ним основного закону гідростатики? З найдавніших часів по сьогодні людство перебуває у вічному пошуку нових відкриттів. Не залишилася осторонь і сфера підкорення вітрової енергії. Вітрогенератор нового покоління не дає спокою ні вченим, ні інженерам-практикам. Вічний пошук дає свої благодатні результати і час від часу в якійсь точці земної кулі тишу винаходу порушує радісний вигук - "Еврика"!

Цього разу героєм дня виявився старий американець 89 років, ветеран другий світовий Реймонд Грін з Каліфорнії, який багато років ламав голову над проблемою вдосконалення існуючих видів вітроустановок. Нарешті, йому вдалося створити вітрогенератор, який майже безшумний і безпечний для друзів людини, що літають. Винайдене ним дітище вагою 20 кг одним махом вирішує одразу купу проблем, які стояли перед вітрогенератором старої модифікації.

У чому важливі відмінності винайденої установки? Найголовніше - вона не має лопатей, що крутяться, із зовнішнього боку. У ній все заховано в кожух, що оберігає птахів від загибелі. Другою суттєвою різницею є те, що нова конструкція дає можливість застосовувати лопаті невеликого розмаху, що сприяє зменшенню шуму.

На жаль, на цьому знайомство із новим агрегатом закінчується. Ми не можемо знати стільки, скільки знає винахідник про своє дітище, поки виріб не впровадиться в серійне виробництво. Автор проекту переконаний, що через два роки це станеться і геологи в далеких дослідницьких таборах, лікарі військових госпіталів країн третього світу, постраждалі люди із зон стихійного лиха, мешканці віддалених глухих сіл користуватимуться електроенергією його винаходу.

Можливі неможливості

Ви не замислювалися над питанням, чому вітровою енергетикою користуються лише сміливці та завзяті умільці? Тобто цим видом отримання електрики ризикують займатися далеко не всі, хто потребує. Та тому, що сама собою вітроенергетика в її колишніх модифікаціях велика за своїми розмірами, складна при монтажі, не зовсім зручна в експлуатації (спробуй забратися на висоту щогли і відремонтувати генератор). Та й багато шуму видають лопаті, що крутяться, і небезпечні для птахів. І нікуди від цього не дінешся, висока ціна.

Названі проблеми залишаються в історичному минулому із появою вітрогенератора нового покоління. Їх кілька видів та про один з них ми розповіли у першому розділі цієї статті. Другим представником із низки новинок є безредукторний вітрогенератор, у якому енергія виробляється «кінчиками» лопатей. Тут відсутня традиційний вал від пропелера до генератора, а електрика знімається з обода пропелера.

Його ротор у формі феромагнітного обода закріплений на крилах вітроколеса. За конструкцією він простий, легко виготовляється та монтується. Але розміщення постійних магнітів на кінцях крильчатки набагато ускладнює її, що знижує загальний ККД установки. Проте агрегат зручний в експлуатації, тому що проста конструкція не вимагає зайвої уваги. Такі вітрогенератори можуть працювати скрізь за будь-яких кліматичних умов.

Те, що вчора здавалося неможливим, сьогодні стає повсякденною реальністю.

Вітрогенератор підкоряється інтелектуалам

З далекої відстані він зовсім не схожий на вітрогенератор, а швидше за все, на водонапірну вежу не зовсім звичайної для такої споруди форми. Якщо під'їхати ближче, побачиш повільне обертання лопат. Вертикальний вал обертається безшумно.

Таку гігантську турбіну має намір серійно випускати одна американська компанія в Аризоні під керівництвом інженера Мазура. За його розрахунками вона повинна постачати стільки електроенергії, що її вистачить для мегаполісу в 750 тисяч будинків. У 2007 році інженер поставив собі за мету - багаторазово збільшити ККД вітрогенератора на вертикальній осі і наближався до своєї мети всі ці роки.

Винахідник працював у двох напрямках: перше – зробити якнайбільше захоплення лопатями повітряного потоку і друге – звести до нуля тертя опори вітролопастей. Величезних розмірів вертикальний ротор повинен виконати перше завдання, а турбіна, що обертається, на магнітній подушці – другу.

Про друге завдання треба сказати докладніше. Обертання без тертя досягається рахунок магнітної левітації, про що ми розповідали у статті про принципи роботи вітрогенераторів у розділі під заголовком «Творці нових можливостей». Весь вертикальний роторний блок під час обертання піднімається на своїй осі і зовсім не стосується нижнього опорного підшипника. Він встановлений лише для старту, для розгону турбіни. Як тільки вона набирає обертів, так стає невагомою і відривається від підшипника. В результаті тертя зводиться до нуля, якщо не брати до уваги тертя самої турбіни про повітря. ККД одразу підскакує вгору.

Гігантська турбіна дуже чутлива і реагує на найменший подих вітерця. Така здатність підніматися під час обертання рахунок магнітної левітації давно займала вчені і винахідницькі уми планети. Це таке явище, при якому будь-яка річ або предмет, маючи вагу, відривається від поверхні і ширяє в просторі без будь-якого застосування сили, що відштовхує. Політ птахів – не левітація.

Вертикальні вітрогенератори з левіруючою здатністю ротора оволоділи тепер думками інженерів-винахідників. І ось перші результати вже очевидні. У проекті Мазура видно «плаваючий» ротор на магнітній подушці, а замість генератора встановлено лінійний синхронний двигун. Вітрогенератор на магнітній подушці безліччю лопат максимально захоплюють повітряний потік і за припущенням вчених така турбіна вироблятиме електроенергію за казково мізерною ціною - менше цента за кіловат-годину.

Ротор Оніпка - вітрогенератор для низьких та середніх швидкостей вітру:

Стверджується, що вітряна турбіна "Sheerwind" від компанії INVELOX обіцяє виробляти вшестеро більше енергії, ніж традиційні турбіни. Ця технологія не є новим словом у сфері динаміки рідин, проте це новий спосіб генерації енергії - і якщо він виявиться вдалим, то дасть потужний імпульс розвитку всієї вітряної електроенергетики.

Погляньмо докладніше на принцип її роботи.

Енергетична компанія SheerWind із Міннесоти, США, оголосила про результати випробування вітрогенератора нового покоління Invelox. Компанія стверджує, що під час випробувань турбіна змогла виробити в шість разів більше енергії, ніж за той самий час, здатні генерувати звичайні вітрові турбіни-млини на вежах. Крім того, витрати на виробництво енергії вітру з Invelox нижчі, тому на рівних можуть конкурувати з природним газом та гідроенергетикою.

Invelox виявляє новий підхід до вітрової енергетики, оскільки вона не покладається на високу швидкість вітру. Турбіна Invelox здатна захопити вітер будь-якої швидкості, навіть легкий вітер над землею. Захоплений вітер йде через повітропровід, по дорозі набираючи швидкість. Отримана кінетична енергія приводить у дію генератор землі. Поєднавши потік повітря з вершини вежі, можна генерувати більше енергії з меншими турбінними лопатками і навіть при найлегшому вітрі, каже SheerWind.

Ця кумедна башта діє подібно до димаря, спрямовуючи потік вітру з будь-якого напрямку вниз до наземного турбінного генератора. Пропускаючи вітер вузьким каналом, вона фактично створює реактивний ефект, який збільшує швидкість потоку - одночасно знижуючи його тиск. Цей процес має назву – ефект Вентурі, і він дозволяє прискорити обертання турбіни, розташованої у найвужчій частині проходу.

Завдяки цьому, вежа може виробляти електрику навіть за дуже малої швидкості вітру, що дуже вигідно відрізняє її від поточних технологій отримання вітряної енергії. Ця ідея настільки проста, елегантна і багатообіцяюча, що вона може стати відповіддю на багато проблем у цій перспективній галузі альтернативної енергетики. Крім менших початкових вкладень і підвищеної потужності та ефективності, вона також вирішує проблему птахів і кажанів, які часто гинуть у вітряних турбінах (а це є справді серйозною проблемою цих пристроїв).

Щодо заяв про шестиразову потужність, як і з багатьма новими технологіями, що обіцяють виконавчий прорив, це має розглядатися з обережністю. Заява SheerWind ґрунтується на її власних порівняльних випробуваннях, точна методологія яких не зовсім зрозуміла.

"Ми використовували той же турбінний генератор Invelox і встановили його на вежі, як і у випадку традиційних вітряків," сказав представник SheerWind. «Ми виміряли швидкість вітру та вихідну потужність. Тоді ми помістили ту саму систему турбінного генератора знову ж таки, виміряли швидкість вільного потоку вітру, швидкість вітру всередині INVELOX, та потужність. Тоді ми виміряли швидкісно-силові якості протягом від 5 до 15 днів (залежно від тесту) та обчислили енергію у кВт/год. Енергії на шістсот відсотків більше було одного разу. У середньому результати коливалися від 81 до 660 відсотків, із середнім числом приблизно на 314 відсотків більше енергії.

Invelox може працювати при швидкості вітру 1,5 км. Ціна вітрової Invelox коштує всього $750 доларів за встановлення потужністю 1 кіловат. Виробник також стверджує, що експлуатаційні витрати значно менші порівняно з турбінами звичайної технології. Завдяки своїм невеликим розмірам система, імовірно, безпечніша для птахів та іншої живності дикої природи, як і безпечна турбіна Ewicon. Система також має можливість підключення декількох турбін до одного генератора, тобто отримати енергію від того самого генератора.