Thể loại: Bài viết nổi bật » Tin tức điện tử thú vị
Số lượt xem: 57084
Bình luận về bài viết: 3
5 thiết kế khác thường của máy phát điện gió
Năng lượng gió đang tích cực phát triển trên khắp thế giới, và không có gì bí mật với bất cứ ai rằng đây là một trong những lĩnh vực năng lượng thay thế hứa hẹn nhất vào lúc này. Vào giữa năm 2014, tổng công suất của tất cả các máy phát điện gió được lắp đặt trên thế giới là 336 gigawatt, và máy phát điện gió Vestas-164 ba cánh lớn nhất và mạnh nhất đã được lắp đặt và ra mắt vào đầu năm 2014 tại Đan Mạch. Sức mạnh của nó đạt 8 megawatt, và độ dài của lưỡi kiếm là 164 mét.
Mặc dù công nghệ sản xuất tuabin cánh quạt và cối xay gió nói chung đã có từ lâu, nhiều người đam mê tìm cách cải tiến công nghệ, tăng hiệu quả và giảm các yếu tố tiêu cực.
Như đã biết, hệ số sử dụng năng lượng của luồng gió máy phát điện gió truyền thống tốt nhất, nó đạt tới 30%, chúng khá ồn và làm đảo lộn sự cân bằng nhiệt tự nhiên của các vùng lãnh thổ xung quanh, làm tăng nhiệt độ của lớp không khí bề mặt vào ban đêm. Chúng cũng rất nguy hiểm cho chim và chiếm diện tích lớn.
Những gì thay thế tồn tại? Trên thực tế, công việc của các nhà phát minh hiện đại không có giới hạn, và nhiều phương án khác nhau đã được phát minh.
Chúng ta hãy nhìn vào 5 thiết kế khác thường nhất của ngành công nghiệp Thay thế đáng chú ý nhất cho tuabin gió.
Từ năm 2010, công ty Altaeros Energies của Mỹ, có trụ sở tại Viện nghiên cứu Massachusetts, đã phát triển một thế hệ máy phát điện gió mới. Một loại máy phát điện gió mới được thiết kế để hoạt động ở độ cao tới 600 mét, nơi mà các máy phát điện gió thông thường không thể có được. Chính ở độ cao lớn như vậy, những cơn gió mạnh nhất liên tục thổi, mạnh gấp 5-8 lần so với những cơn gió gần bề mặt trái đất.
Máy phát điện là một cấu trúc bơm hơi, tương tự như khí cầu bơm khí heli, trong đó một tuabin ba cánh được lắp đặt trên trục ngang. Một máy phát điện gió như vậy đã được đưa ra vào năm 2014 tại Alaska đến độ cao khoảng 300 mét để thử nghiệm trong 18 tháng.
Các nhà phát triển tuyên bố rằng công nghệ này sẽ cho phép nhận được điện trị giá 18 xu mỗi kilowatt giờ, bằng một nửa chi phí điện gió thông thường ở Alaska. Trong tương lai, các máy phát điện như vậy có thể có thể thay thế các nhà máy điện diesel, cũng như tìm thấy ứng dụng trong các khu vực có vấn đề.
Trong tương lai, thiết bị này sẽ không chỉ là một máy phát điện, mà còn là một phần của trạm thời tiết và là phương tiện thuận tiện để cung cấp Internet ở các vùng lãnh thổ cách xa cơ sở hạ tầng tương ứng.
Sau khi cài đặt, một hệ thống như vậy không yêu cầu sự hiện diện của nhân sự, không chiếm diện tích lớn và gần như im lặng. Nó có thể được điều khiển từ xa và chỉ cần bảo trì một lần trong 1-1,5 năm.
Một quyết định thú vị khác để tạo ra một thiết kế khác thường của một trang trại gió đang được thực hiện tại Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất. Cách Abu Dhabi không xa, thành phố Madsar đang được xây dựng, trong đó họ dự định xây dựng một trang trại gió khá bất thường, được các nhà phát triển của "Windstalk" kêu gọi.
Người sáng lập Atelier DNA, một công ty thiết kế có trụ sở tại New York đang phát triển thiết kế cho dự án này, cho biết ý tưởng chính là tìm ra một mô hình động học trong tự nhiên có thể phục vụ để tạo ra điện, và một mô hình như vậy đã được tìm thấy. 1203 thân sợi carbon, mỗi thân cao khoảng 55 mét, với các đế bê tông rộng 20 mét, sẽ được lắp đặt cách nhau 10 mét.
Thân cây sẽ được gia cố bằng cao su, và có chiều rộng khoảng 30 cm ở gốc, và thon lên đến 5 cm ở đỉnh.Mỗi thân cây như vậy sẽ chứa các lớp điện cực và đĩa gốm xen kẽ được làm từ vật liệu áp điện tạo ra dòng điện khi nó chịu áp lực.
Khi thân cây sẽ đung đưa trong gió, các đĩa sẽ co lại, tạo ra dòng điện. Không có tiếng ồn từ các cánh quạt gió, không có nạn nhân giữa các loài chim, không có gì ngoài gió.
Ý tưởng xuất hiện bằng cách quan sát đám lau sậy đung đưa trong đầm lầy.
Dự án Windstalk của Atelier DNA đã giành giải Á quân trong cuộc thi Land Art Generator do Madsar tài trợ để chọn tác phẩm nghệ thuật quốc tế tốt nhất để tạo ra năng lượng từ các nguồn tái tạo.
Khu vực bị chiếm giữ bởi trạm gió bất thường này sẽ có diện tích 2,6 ha, và về mặt năng lượng, nó sẽ tương ứng với một máy phát điện gió thông thường, chiếm một diện tích tương tự. Hệ thống này có hiệu quả do không có tổn thất ma sát vốn có trong các hệ thống cơ khí truyền thống.
Ở chân đế của mỗi thân cây sẽ là một máy phát chuyển đổi mô-men xoắn từ thân cây bằng hệ thống giảm xóc và xy-lanh, tương tự như hệ thống Levant Power được phát triển ở Cambridge, Massachusetts.
Vì gió không phải là hằng số, nên một hệ thống lưu trữ năng lượng sẽ được áp dụng để có thể tiêu tốn năng lượng tích lũy ngay cả khi không có gió, giải thích các nhân viên làm việc trong dự án.
Ở đầu mỗi thân cây, một đèn LED sẽ được lắp đặt, độ sáng của nó sẽ phụ thuộc trực tiếp vào cường độ của gió và lượng điện hiện được tạo ra.
Windstalk sẽ hoạt động trên một cái lắc lư hỗn loạn, cho phép bạn đặt các yếu tố gần nhau hơn nhiều so với các tuabin gió kiểu lưỡi thông thường.
Một dự án Wavestalk tương tự đang được phát triển để chuyển đổi năng lượng của dòng hải lưu và sóng, trong đó một hệ thống tương tự sẽ bị lộn ngược dưới nước.
Dự án, được phát triển bởi Saphon Energy từ Tunisia, cũng như Windstalk, là một máy phát điện gió không cánh, nhưng lần này thiết bị có thiết kế kiểu cánh buồm.
Máy phát điện im lặng này, giống như một đĩa vệ tinh có hình dạng, được gọi là Saphonia. Nó không có bộ phận quay và hoàn toàn an toàn cho chim. Màn hình máy phát điện làm cho chuyển động qua lại dưới tác động của gió, tạo ra dao động trong hệ thống thủy lực.
Mục tiêu của dự án là cải thiện hiệu suất của các máy phát điện gió liên quan đến việc sử dụng lưu lượng gió. Gió thực sự tự khai thác vào một cánh buồm, tạo ra các chuyển động tiến và lùi dưới tác động của nó, trong khi không có lưỡi dao, không có cánh quạt, không có bánh răng. Sự tương tác này cho phép bạn chuyển đổi nhiều động năng thành năng lượng cơ học bằng cách sử dụng piston.
Năng lượng có thể được tích lũy trong các bộ tích lũy thủy lực, hoặc chuyển đổi thành năng lượng điện bằng máy phát điện, hoặc một số cơ chế có thể được sử dụng để xoay nó. Nếu máy phát điện gió thông thường có hiệu suất 30%, thì máy phát điện kiểu buồm này cho tất cả 80%. Hiệu quả của nó vượt quá cối xay gió loại 2,3 lần.
Do thiếu các thành phần đắt tiền, như trường hợp trong một tuabin gió (cánh quạt, trục, hộp số), trong trường hợp của Saphonia, chi phí thiết bị giảm xuống 45%.
Hình dạng khí động học của Saphonia có lợi thế là các luồng gió hỗn loạn ít ảnh hưởng đến cơ thể của cánh buồm, và lực khí động học chỉ tăng lên. Đó là do nhiễu loạn mà các tuabin gió không được sử dụng trong các khu vực đô thị, và Saphonia cũng có thể được sử dụng ở đó. Ngoài ra, các yếu tố âm thanh và rung có hại được giảm thiểu. Năng lượng Saphon đã nhận được giải thưởng KPMG cho đổi mới.
Một cách tiếp cận rất cách mạng khác trong việc sử dụng năng lượng gió được thực hiện vào năm 2008 bởi một nhà phát minh - một người đam mê từ California.Máy phát điện gió lớn cho các thị trấn nhỏ có kích thước của một tòa nhà 30 tầng và lưỡi của chúng đạt kích cỡ cánh của một chiếc Boeing 747.
Những máy phát điện khổng lồ này chắc chắn tạo ra rất nhiều năng lượng, nhưng việc sản xuất, vận chuyển và lắp đặt các hệ thống như vậy rất phức tạp và tốn kém. Mặc dù vậy, ngành công nghiệp đang tăng trưởng hơn 40% mỗi năm. Đó là những gì Dag Selsam ở California nghĩ về trước khi đặt mục tiêu đầy tham vọng của mình. Ông quyết định rằng đó là thực tế để có được nhiều năng lượng hơn bằng cách sử dụng ít vật liệu hơn.
Bằng cách cài đặt một tá hoặc vài chục cánh quạt nhỏ trên một trục được kết nối với một máy phát, cuối cùng, Doug đã đạt được mục tiêu của mình. Anh ta kết nối một đầu của trục dài với máy phát điện, và phóng đầu còn lại vào độ cao trên khinh khí cầu bằng helium. Hệ thống làm việc như mong đợi.
Trong sách giáo khoa, Doug đọc rằng một tuabin một cánh quạt là đủ để đạt được mức tối đa, nhưng Doug có nghi ngờ. Ông nghĩ khác: càng nhiều cánh quạt, năng lượng gió càng có sẵn để sử dụng.
Nếu mỗi cánh quạt được đặt ở góc bên phải, thì mỗi cánh quạt sẽ nhận được gió riêng và điều này sẽ tăng hiệu suất tạo ra.
Tất nhiên, điều này làm phức tạp vật lý, bởi vì bây giờ cần phải đảm bảo rằng mỗi rôto bắt được luồng riêng của nó, và không chỉ luồng từ rôto gần đó. Cần phải tìm ra góc tối ưu cho trục liên quan đến gió và khoảng cách lý tưởng giữa các cánh quạt. Và cuối cùng, mức tăng đã đạt được bằng cách sử dụng ít vật liệu hơn.
Năm 2003, nhà phát minh đã nhận được khoản tài trợ 75.000 USD từ Ủy ban Năng lượng California để phát triển một tuabin 3.000 watt với bảy cánh quạt. Nhiệm vụ đã được giải quyết thành công và Dag Selsam đã bán hơn 20 tuabin cánh quạt kép 2000 watt cho một số chủ nhà. Ông đã chế tạo những thiết bị này trong nhà để xe của đất nước mình.
Ý tưởng của Doug là một trong số ít những ý tưởng thực sự có mọi cơ hội đạt được thành công lớn trong thế giới thương mại. Selsam nói rằng hai cánh quạt chỉ là khởi đầu. Anh ta có thể một ngày nào đó sẽ nhìn thấy các tua-bin dài hàng dặm của mình trên bầu trời.
"Chúng tôi có thể đi xa hơn và tạo ra các tuabin mạnh hơn nhiều bằng cách sử dụng công nghệ này, nó sẽ vượt qua những tưởng tượng điên rồ nhất của General Electric," nhà phát minh nói.
Archimedes, có trụ sở tại Rotterdam, Hà Lan, đã đưa ra khái niệm riêng về các tuabin gió bất thường có thể được lắp đặt trực tiếp trên mái của các tòa nhà dân cư.
Theo các tác giả của dự án, một thiết kế ít tiếng ồn hiệu quả có thể cung cấp cho một ngôi nhà nhỏ có điện và một tổ hợp máy phát điện như vậy, hoạt động cùng với tấm pin mặt trời tiêu chuẩn, có thể giảm hoàn toàn đến không sự phụ thuộc của một tòa nhà lớn vào các nguồn điện bên ngoài. Tua bin gió mới được gọi là Liam F1.
Một tuabin nhỏ có đường kính 1,5 mét và nặng khoảng 100 kg có thể được lắp đặt trên bất kỳ bức tường hoặc mái của tòa nhà dân cư. Thông thường, chiều cao của mái nhà bậc thang là 10 mét, và gió ở quốc gia này hầu như luôn luôn là Tây Nam. Những điều kiện này đủ để đặt tua-bin đúng cách trên mái nhà, và sử dụng hiệu quả năng lượng gió.
Hai vấn đề của máy phát điện gió thông thường được giải quyết ở đây: tiếng ồn của tuabin lưỡi thông thường và chi phí lắp đặt thiết bị cồng kềnh cao. Trong các máy phát điện gió thông thường, chi phí lắp đặt thường không trả hết. Độ ồn của tuabin Liam là khoảng 45dB, và điều này thậm chí còn yên tĩnh hơn tiếng ồn của mưa (âm thanh của mưa trong rừng là 50dB).
Trong hình dạng giống như vỏ ốc, tuabin, giống như một cơn gió thời tiết, quay trong gió, bắt luồng không khí, giảm tốc độ và thay đổi hướng. Giám đốc công ty Marinus Miremeta tuyên bố rằng hiệu suất của một tuabin cải tiến đạt tới 80% hiệu suất tối đa về mặt lý thuyết có sẵn trong năng lượng gió. Và điều này đã là khá đủ.
Ở Hà Lan, một gia đình trung bình tiêu thụ 3300 Kwh điện mỗi năm.Theo các nhà phát triển, một nửa năng lượng này có thể được cung cấp bởi một tuabin Liam F1 với tốc độ gió ít nhất 4,5 m / s.
Ba tuabin như vậy có thể được đặt ở các đỉnh của tam giác trên nóc nhà, sau đó mỗi tuabin sẽ được cung cấp gió và chúng sẽ không can thiệp lẫn nhau, nhưng trái lại sẽ giúp đỡ lẫn nhau.
Nếu chúng ta đang nói về việc lắp đặt trong một thành phố nơi có dòng chảy hỗn loạn, nhà sản xuất đề nghị tăng nhẹ máy phát điện gió được lắp đặt trên mái nhà thành phố, gắn chúng vào cột để các bức tường của các ngôi nhà lân cận không cản trở luồng gió.
Chi phí ước tính của tuabin mới với việc lắp đặt là 3999 euro. Do thiết bị có kích thước hơn một mét, nên có thể cần phải có giấy phép đặc biệt để sử dụng, do đó, trong trường hợp cực đoan nhất, công ty cũng sản xuất tua-bin Liam mini có đường kính 0,75 mét.
Các nhà sản xuất có kế hoạch sử dụng tua-bin của họ không chỉ để cung cấp năng lượng cho các tòa nhà dân dụng và công nghiệp, mà còn để cung cấp năng lượng cho tàu biển.
Như bạn có thể thấy, có rất nhiều lựa chọn thay thế thú vị từ các nhà sản xuất máy phát điện gió.
Xem thêm tại electro-vi.tomathouse.com
: