Ветрогенератор на магнитной левитации

Бесконечная «эврика»

Помните греческого изобретателя и математика Архимеда, который воскликнул «эврика! (я нашёл!)» при открытии им основного закона гидростатики? С самых древних времён по настоящее время человечество пребывает в вечном поиске новых открытий. Не осталась в стороне и область покорения ветровой энергии. Ветрогенератор нового поколения не даёт покоя ни учёным, ни инженерам-практикам. Вечный поиск даёт свои благодатные результаты и время от времени в какой-нибудь точке земного шара тишину изобретения нарушает радостный возглас – «Эврика»!


На этот раз героем дня оказался старый американец 89 лет от роду, ветеран второй мировой Рэймонд Грин из Калифорнии, который много лет ломал голову над проблемой усовершенствования существующих видов ветроустановок. Наконец, ему удалось создать ветрогенератор, который почти бесшумен и безопасен для летающих друзей человека. Изобретённое им детище весом 20 кг одним махом решает сразу кучу проблем, которые стояли перед ветрогенератором старой модификации.

В чём принципиальные отличия изобретённой установки? Самое главное – она не имеет крутящихся лопастей с внешней стороны. В ней всё спрятано в кожух, что предохраняет птиц от гибели. Второй существенной разницей является то, что новая конструкция даёт возможность применять лопасти небольшого размаха, что способствует уменьшению шума.

К сожалению, на этом знакомство с новым агрегатом заканчивается. Мы не можем знать столько, сколько знает сам изобретатель о своём детище, пока изделие не внедрится в серийное производство. Автор проекта убеждён, что через два года это произойдёт и геологи в дальних исследовательских лагерях, врачи военных госпиталей стран третьего мира, пострадавшие люди из зон стихийного бедствия, жители отдалённых глухих деревень будут пользоваться электроэнергией его изобретения.

Возможные невозможности

Вы не задумывались над вопросом, почему ветровой энергетикой пользуются лишь смельчаки да рьяные умельцы? То есть, этим видом получения электричества рискуют заниматься далеко не все нуждающиеся. Да потому, что сама по себе ветроэнергетика в её прежних модификациях крупна по своим размерам, сложна при монтаже, не совсем удобна в эксплуатации (попробуй забраться на высоту мачты и отремонтировать генератор). Да и много шума издают крутящиеся лопасти и опасны для птиц. И, никуда от этого не денешься, высокая цена.

Названные проблемы остаются в историческом прошлом с появлением ветрогенератора нового поколения. Их несколько видов и об одном из них мы рассказали в первом разделе данной статьи. Вторым представителем из ряда новинок является безредукторный ветрогенератор, в котором энергия вырабатывается «кончиками» лопастей. Здесь отсутствует традиционный вал от пропеллера к генератору, а электричество снимается с обода пропеллера.

Его ротор в форме ферромагнитного обода закреплён на крыльях ветроколеса. По конструкции он простой, легко изготавливается и монтируется. Но размещение постоянных магнитов на концах крыльчатки намного утяжеляют её, что снижает общий КПД установки. Зато агрегат удобен в эксплуатации, потому что простая конструкция не требует излишнего внимания. Такие ветрогенераторы могут работать везде при любых климатических условиях.

То, что вчера казалось невозможным, сегодня становится обыденной реальностью.

Ветрогенератор покоряется интеллектуалам

С дальнего расстояния он совсем не похож на ветрогенератор, а скорее всего, на водонапорную башню не совсем обычной для такого сооружения формы. Если подъехать ближе, увидишь медленное вращение лопастей. Вертикальный вал вращается совершенно бесшумно.

Такую гигантскую турбину собирается серийно выпускать одна американская компания в Аризоне под руководством инженера Мазура. По его расчётам она одна должна поставлять столько электроэнергии, что её хватит для мегаполиса в 750 тысяч домов. В 2007 году инженер поставил себе цель – многократно увеличить КПД ветрогенератора на вертикальной оси и приближался к своей цели все эти годы.

Изобретатель работал в двух направлениях: первое – сделать как можно больший захват лопастями воздушного потока и второе – свести к нулю трение опоры ветролопастей. Огромных размеров вертикальный ротор должен выполнить первую задачу, а вращающаяся турбина на магнитной подушке – вторую.

О второй задаче надо сказать более подробно. Вращение без трения достигается за счёт магнитной левитации, о чём мы рассказывали в статье о принципах работы ветрогенераторов в разделе под заголовком «Творцы новых возможностей». Весь вертикальный роторный блок при вращении поднимается на своей оси и совершенно не касается нижнего опорного подшипника. Он установлен только для старта, для разгона турбины. Как только она набирает обороты, так становится, как бы, невесомой и отрывается от подшипника. В результате трение сводится к нулю, если не считать трения самой турбины о воздух. КПД сразу подскакивает вверх.

Гигантская турбина очень чувствительна и реагирует на малейшее дуновение ветерка. Такая способность подниматься во время вращения за счёт магнитной левитации давно занимала учёные и изобретательские умы планеты. Это такое явление, при котором любая вещь или предмет, имея вес, отрывается от поверхности и парит в пространстве без всякого применения отталкивающей силы. Полёт птиц – уже не левитация.

Вертикальные ветрогенераторы с левитирующей способностью ротора овладели сейчас мыслями инженеров-изобретателей. И вот первые результаты уже налицо. В проекте Мазура виден «плавающий» ротор на магнитной подушке, а вместо генератора установлен линейный синхронный двигатель. Ветрогенератор на магнитной подушке множеством лопастей максимально захватывают воздушный поток и по предположению учёных такая турбина будет вырабатывать электроэнергию по сказочно мизерной цене – меньше цента за киловатт-час.

В.Ильин

Ротор Онипка — ветрогенератор для низких и средних скоростей ветра:

ВЕТРОГЕНЕРАТОР

Модель—————МАГЛЕВ 400

Номинальная мощность———————————-400W

Размеры (высота/диаметр,м)————————-1.2M/1.06M

Вес———————————29 KG

Материал лопастей——-Алюминиевый сплав

Количество лопастей—————————————-3

Скорость страгивания ———————————1m/s

Минимальная скорость генерации——————————-2.5m/s

Минимальная скорость зарядки——————————-2.5m/s

Оптимальная скорость ветра———————————-8m/s

Скорость автоматического отключения ——————————-15m/s

Максимальная скорость ветра———————————65m/s

Тип генерации-3-х фазный маглев генератор

Выходное напряжение———————————-12V

Выходнаясила тока—————————-<20Amp

Контроллер автоматического отключения-Автоматический тормоз короткого замыкания

Диапазон рабочих температур————————-30~50 ℃

Развитие современных технологий приносит очередные инновационные решения во все сферы жизнедеятельности человека. Людей, с оптимизмом смотрящих в свободное от топлива будущее, обычно интересуют новейшие разработки в области инновационных технологий. Данная статья затрагивает один из таких проектов — усовершенствованный вертикальный ветрогенератор, который на сегодняшний день не имеет аналогов по способу добычи электрической энергии из природной среды.В основу этой разработки положен принцип магнитной левитации, известного закона Лоренца – Ленца (закон электромагнитной индукции). Благодаря применению этого закона на практике разработчикам удалось добиться легкого старта ветрогенератора. А применение редкоземельных магнитов, используемых в установке в качестве подшипников и отсутствие щеток, позволило сократить до минимума трение и многократно увеличить срок эксплуатации ветрогенератора. Попутно сделав его почти полностью бесшумным, что позволило расширить область его установки и использования. Разработка вобрала в себя и другие конструкторские идеи, благодаря которым значительно изменены параметры ветрогенератора. Так на основе профиля Жуковского изготовлены крылья ветрогенератора, которые способны отзываться даже на малейший бриз, что позволяет установке начинать работать уже с 0.17м/с. Кроме того это значительно облегчило вес самой конструкции.

Следующим конструкторским решением стало применение электронного редуктора, что дало возможность получать устойчивый заряд аккумуляторных батарей уже с 2 м/с. Бесщеточная схема установки дала возможность создать вертикальный ветрогенератор, полностью не требующий обслуживания на весь срок эксплуатации установки. Добиться такого результата разработчикам удалось благодаря тому, что каждый ротор ветрогенератора проходит обязательную центровку и регулировку, что устраняет вибрацию и сказывается на его бесперебойной работе.

Ветрогенератор maglev.

На сегодняшний день этот ветрогенератор является по своим характеристикам одним из лучших ветрогенераторов в мире. Разработчикам ветрогенератора maglev удалось объединить преимущества горизонтальных и вертикальных ветрогенераторов. Взяв КПД горизонтальных ветрогенераторов и новейшие разработки, применяемые в вертикальных ветрогенераторах, они получили симбиоз надежности и качества. Применение же в установке титана, алюминия и нержавеющей стали и специальных материалов, позволило разработчикам добиться соответствия всем международным директивам ELV, RoHS, EUP. Ветрогенератор, благодаря своей конструкции, и использованию специальных материалов, способен противостоять даже шквальному ветру и работать в условиях агрессивных сред. Кроме того установка имеет широкий диапазон рабочих температур: от — 60°С до +50°С, что позволяет использовать ее в любых климатических условиях. Конструкция ветрогенератора Маглева дает возможность монтировать его практически в любых удобных для владельца местах, будь то крыша здания, балкон или наземный монтаж.

Принцип работы ветрогенератора Маглева основан также на использовании технологии магнитной левитации. Основным преимуществом такой автономной электростанции является невероятная надежность самой опорной части, так как отсутствует опорный подшипник, и сам ротор ветрогенератора висит в воздухе. В изготовлении ротора использованы редкоземельные сплавы, что позволило применить безщеточный метод для снятия энергии и получать на выходе переменный трехфазный ток. Отсутствие щеток к тому же сняло необходимость обслуживания ветрогенератора в течение всего срока его эксплуатации. Использование технологии магнитной подушки, отсутствие опорного подшипника и безщеточное снятие электроэнергии, делает ветрогенератор maglev одним из самым надежных вертикальных ветрогенераторов. Автономное энергообеспечение начинается уже с едва заметного бриза порядка 0.6- 1 м/с, что обеспечивает стабильность электростанции. Исходя из потребностей покупателя, может быть предложен любой из существующих вариантов по значению номинальной мощности: от 400Вт до3000Вт и током контроллера от 20 до 130А. Предлагаемые вертикальные ветрогенераторы устойчиво работают при перепаде температур, не боятся обледенения, снега, штормовых ветров. Срок бесперебойной эксплуатации, как минимум, несколько десятков лет, не требуя при этом никакого обслуживания. В случаях аварийных поломок, все составляющие установки независимо заменяемы

По совокупности ветров, условия России являются идеальными для использования потоков ветра с целью преобразования их в энергию. В Российской Федерации средняя скорость ветра составляет от 4 до 6 м/с в европейской ее части и 6-8 м/с — в районе Поволжья, в Сибири и на Северном Кавказе; в Краснодарском крае, на Арктическом и Тихоокеанском побережье — более 8 м/с. Напомним, что 100 000 Мега Ватт преобразованной энергии ветра уменьшают выброс СО2 в атмосферу в среднем на 150млн тонн ежегодно. Один же Мегаватт энергии, полученный с помощью ветрогенераторов, предотвращает выбросы 9 тонн двуокиси серы и окиси азота порядка четырех тонн ежегодно. Если рассматривать потребление топлива, для выработки этого количества электроэнергии, то 20 лет работы ветрогенератора экономят порядка 29 000 тонн угля, что соответствует колонне 10 тонных грузовиков, стоящих друг за другом, на расстояние в 17 км. Приобретая ветряк на магнитной подушке, вы получаете прекрасную возможность получения автономного источника электроэнергии. Это открывает для вас новые возможности как в сфере индивидуальной деятельности, для использования его в быту, и будет служить как незаменимый источник энергии в районах, не имеющих на сегодняшний день центрального электроснабжения

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *