Японец разработал тайфунный ветрогенератор.
Автор: Василий Сычёв
Первоначальная публикация: https://nplus1.ru/news/2016/09/30/turbine
Японец Ацуси Симидзу разработал новый тип ветрогенератора, который способен эффективно функционировать в условиях тайфуна. Как сообщает Geek, при сильном порывистом ветре такой ветрогенератор может вырабатывать и хранить большое количество элетроэнергии, существенно большее, чем обычный ветряк в штатных условиях.
Ветряные электрогенераторы становятся все популярнее и популярнее в мире. Они позволяют производить электричество, не нарушая экологию. При этом ветрогенераторы — довольно капризные устройства, требующие тщательного подбора места установки и использования сложного вспомогательного оборудования, в первую очередь, мощных стабилизаторов напряжения.
Эффективность преобразования энергии ветра в электроэнергию у современных ветряных станций достигает 40 процентов. Этот показатель резко снижается при слабом ветре. При сильном же ветре или даже ураганных порывах ветряки останавливают, чтобы избежать их поломки. Стандартной для ветряков скоростью ветра являются 6-10 метров в секунду. Некоторые станции способны работать при 20 метрах в секунду.
Для Японии обычные ветряные станции подходят плохо, поскольку здесь часты тайфуны с ветрами, дующими со скоростью от 32 до 44 метров в секунду, а иногда и до 54 метров в секунду. Такие скорости ветра стандартные ветряки не выдерживают. Наиболее часто тайфуны, затрагивающие Японию, Корею, Курильские острова, Сахалин и Приморский край, формируются в мае-ноябре. В год формируются в среднем 30 тайфунов.
Эффективность преобразования энергии тайфуна в электричество в новом ветрогенераторе составляет 30 процентов. По словам Симидзу, при правильном использовании таких генераторов за один сезон тайфунов можно выработать достаточно элетроэнергии, чтобы снабжать ею всю Японию на протяжении 50 лет.
Разработчик, основавший в 2013 году компанию Challenergy, намерен установить и подключить к электрической сети по меньшей мере один тайфунный ветрогенератор к Олимпийским играм в Токио в 2020 году.
Технические подробности о своем ветрогенераторе Симидзу не раскрывает, кроме того, что его работа построена на эффекте Магнуса. Он проявлятся, когда воздушный поток огибает вращающийся предмет с боку. С той стороны предмета, где вращение совпадает с направлением обтекающего потока воздуха, скорость движения воздуха возрастает, а с противоположной — уменьшается.
В результате по сторонам вращающегося в воздушном потоке объекта возникает разница давлений, из-за чего появляется сила, направленная перпендикулярно движению газового потока и отклоняющая предмет в сторону. Направление смещения предмета совпадает с той его стороной, направление вращения которой совпадает с направлением воздушного потока.
Судя по видеозаписям, опубликованным разработчиком, его ветрогенератор относится к вертикальному роторному типу. Ротор имеет три цилиндра. Сперва под воздействием ветра эти цилиндры раскручиваются, а когда их скорость вращения становится достаточно большой, проявляется эффект Магнуса. В результате вращаться начинает и ротор, на котором цилиндры укреплены.
Разработчики ветряных электростанций постоянно занимаются поиском новых технических решений, которые бы позволили упростить конструкцию ветряков и расширить их рабочие параметры. С 2013 года в Хантерстоне в Шотландии на ветрогенераторе Mitsubishi Sea Angel мощностью семь мегаватт проходит испытания бесступенчатая гидравлическая трансмиссия Digital Displacement с цифровым управлением.
Она имеет несколько цилиндров, заполненных жидкостью. Во время вращения основной вал приводит в движение поршни, сжимающие гидравлическую жидкость. Затем клапаны цилиндров поочередно открываются, а сжатая жидкость поступает во внешний контур где вращает непосредственно генератор. В цифровой гидравлической трансмиссии производится индивидуальное управление клапанами.
Такое устройство отличается от обычных гидравлических трансмиссий ветрогенераторов большим коэффициентом полезного действия. Кроме того, благодаря цифровому индивидуальному управлению клапанами она может вращать генераторы с фиксированной скоростью. Это позволяет упростить общую конструкцию генерирующей установки благодаря отказу от электрических конвертеров и стабилизаторов.
