Российские ученые разработали и испытали ветряк, не испускающий инфразвуковые волны
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ, 3 сентября 2016 г.. /Корр. ТАСС Наталия Михальченко/.
Подробнее на ТАСС: http://tass.ru/nauka/3591301
Российские ученые разработали и испытали ветряк принципиально иной конструкции — с цилиндрами вместо лопастей. Он вырабатывает вдвое больше электроэнергии, чем обычный, и имеет еще одно преимущество — не испускает инфразвуковые волны, по некоторым данным опасные для человека. Об этом рассказал корреспонденту ТАСС разработчик технологии, старший научный сотрудник Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе Алексей Платонов.
«Основные преимущества нашего ветряка — управляемость процессом выработки электроэнергии, высокий — 40% — коэффициент эффективности преобразования энергии ветра, возможность экономить на аккумуляторах, на которые обычно приходится до 70% стоимости установки ветрогенератора, и отсутствие вреда окружающей среде от инфразвуковых волн, так они устройством не генерируются», — пояснил он.
Потребности рынка
К концу нынешнего года завершится серия полевых испытаний устройства, в 2017 году планируется создать промышленный образец, а в 2018-м — выпустить продукт на рынок России, Европы и Юго-Восточной Азии.
В России потенциальный рынок ученые оценивают в 1 миллион домохозяйств, удаленных от линий электропередач, в первую очередь в арктической зоне. Стационарные ветряки будут способны вырабатывать объем электроэнергии, достаточный для потребления одним домохозяйством — 5-10 кВт. Для кочующих домохозяйств, в первую очередь оленеводов, планируется создать портативную, сборно-разборную модель, которую можно было бы перемещать с одного стойбища на другое. Она требует более сложной конструкции, чтобы не возникали проблемы при монтаже-демонтаже.
Как цилиндр заменил крыло
Алексей Платонов рассказал, что использование цилиндра вместо лопасти ветрогенератора позволило перевести процесс выработки электроэнергии в управляемый режим. «Цилиндр симметричен, сам по себе он не создает подъемную силу, но если его вращать вокруг своей оси, то эта сила появляется», — отметил собеседник агентства. Вращение обеспечивает электромотор, который работает постоянно. Но он потребляет лишь 1-2% от объема энергии, которую вырабатывает устройство.
Скорость вращения цилиндров можно регулировать в зависимости от скорости ветра для того, чтобы обеспечить максимальную выработку электрической энергии при разных ветровых режимах. У обычного ветряка такой возможности нет. Они эффективны в узком диапазоне скорости ветра. Скорость ветра непостоянна, поэтому для обычных ветряков требуются аккумуляторы большей емкости.
Аккумулятор в системе ветроэнергетики играет роль перераспределения выработанной энергии во времени. Хороший ветер дает большую выработку энергии, аккумулятор ее запасает и дает возможность потребителю израсходовать в удобное время, чтобы избавить от неудобств вроде «ветер поднимается, можно включать стиральную машинку». А устройство петербургских ученых способно давать высокий выход электроэнергии при разной скорости ветра. Тем самым, увеличив вложения на 1-2 процента за счет электромотора, можно получить двукратное увеличение выработки электроэнергии и использовать аккумуляторы меньшей мощности, то есть более дешевые.
Минус инфразвук
Разработчики изначально не ставили перед собой задачу уйти от генерации их устройством инфразвуковых волн, но, когда эта проблема начала широко обсуждаться в научных и административных кругах как потенциально опасная, проверили свою систему на возможность генерации ультразвуковых инфразвуковых волн и обнаружили, что это невозможно по законам физики.
Инфразвук возникает при низкочастотных колебаниях. Для человека он опасен тем, что органами чувств не воспринимается, но какое-то воздействие оказывает. «Если мы слышим громкий неприятный звук, мы можем зажать уши, видим сварку — закрыть глаза, а если мы не идентифицируем угрозу, то не можем от нее защититься», — пояснил ученый, отметив, что воздействие инфразвука на человека еще до конца не изучено.
Ветряк с вращающимися цилиндрами генерирует сигналы в двух частотных диапазонах, складываясь, они дают единый сигнал, находящийся далеко за пределами частотного диапазона инфразвука, пояснил ученый.
Полевые испытания
В настоящее время ведутся полевые испытания ветряка на берегу финского залива в районе Сестрорецка и на берегу озера Ветряное вблизи Сосново в Ленинградской области. Этот этап разработок профинансирован фондом «Сколково» в объеме 1 млн рублей. На разработку промышленного образца требуется на порядок больше — 30 млн рублей, которые поступят в форме венчурных инвестиций.