Categories: Articles destacats » Notícies elèctriques interessants
Nombre de visualitzacions: 57084
Comentaris sobre l'article: 3
5 dissenys inusuals de generadors eòlics
L’energia eòlica es desenvolupa activament arreu del món i no és cap secret per a ningú que aquesta sigui una de les àrees d’energia alternativa més prometedores actualment. A mitjans de 2014, la capacitat total de tots els generadors eòlics instal·lats al món era de 336 gigawatts i el generador eòlic vertical de tres fulles Vestas-164 més gran i potent es va instal·lar a Dinamarca. La seva potència arriba als 8 megawatts i la portada de les pales és de 164 metres.
Malgrat la llarga tecnologia de la fabricació de turbines amb palets i molins de vent en general, molts entusiastes s’esforcen per millorar la tecnologia, augmentar la seva eficiència i reduir els factors negatius.
Com és sabut, el coeficient d’aprofitament de l’energia del flux del vent aerogeneradors tradicionals en el millor dels casos, arriba al 30%, són força sorollosos i molesten el balanç de calor natural dels territoris propers, augmentant la temperatura de la capa d’aire superficial a la nit. També són molt perillosos per a les aus i ocupen àmplies zones.
Quines alternatives existeixen? De fet, el treball dels inventors moderns no coneix límits i s’hi han inventat moltes alternatives diferents.
Analitzem els cinc dissenys alternatius més destacats de la indústria per als aerogeneradors.
Des del 2010, la companyia nord-americana Altaeros Energies, amb seu al Massachusetts Research Institute, desenvolupa una nova generació de generadors eòlics. Un nou tipus de generador eòlic està dissenyat per funcionar a altures de fins a 600 metres, on els generadors eòlics ordinaris simplement no es poden aconseguir. És a altituds tan elevades que els vents més forts bufen constantment, que són 5-8 vegades més forts que els vents a prop de la superfície de la terra.
El generador és una estructura inflable, similar a un dirigible inflat amb heli, en el qual s’instal·la una turbina de tres fulles a l’eix horitzontal. Aquest generador eòlic es va llançar el 2014 a Alaska fins a una altura aproximada de 300 metres per fer-ho durant 18 mesos.
Els desenvolupadors afirmen que aquesta tecnologia produirà electricitat per valor de 18 cèntims per quilowatt per hora, la qual cosa és la meitat del preu del cost habitual de l’energia eòlica a Alaska. En el futur, aquests generadors podrien ser capaços de substituir les centrals dièsel, així com trobar aplicacions en zones problemàtiques.
En el futur, aquest dispositiu no només serà un generador d’energia elèctrica, sinó que també formarà part d’una estació meteorològica i un mitjà convenient per proporcionar Internet a territoris allunyats de la infraestructura corresponent.
Després de la instal·lació, aquest sistema no requereix la presència de personal, no ocupa una gran superfície i és gairebé silenciós. Es pot controlar de forma remota i requereix manteniment només una vegada cada 1-1,5 anys.
Una altra decisió interessant de crear un disseny inusual d'un parc eòlic s'està implementant als Emirats Àrabs Units. No gaire lluny d’Abu Dhabi, s’està construint la ciutat de Madsar, en la qual preveuen construir un parc eòlic força inusual, anomenat pels desenvolupadors de “Windstalk”.
El fundador d'Atelier DNA, una empresa de disseny amb seu a Nova York que desenvolupa el disseny d'aquest projecte, va dir que la idea principal era trobar un model cinètic de naturalesa que pogués servir per generar electricitat, i es va trobar un model d'aquest tipus. S’instal·laran 103 tiges de fibra de carboni, cadascun d’uns 55 metres d’alçada, amb bases de formigó de 20 metres d’amplada, a 10 metres de distància.
Les tiges es reforçaran amb cautxú, i tindran una amplada d’uns 30 cm a la base, i s’enrotllaran fins a 5 centímetres a la part superior.Cada tija contindrà capes alternes d'elèctrodes i discos de ceràmica fets a partir d'un material piezoelèctric que genera un corrent elèctric quan està sotmès a pressió.
Quan les tiges es balancejaran en el vent, els discos s’encomanaran, generant corrent elèctric. No hi ha sorolls de les pales dels aerogeneradors, no hi ha víctimes entre els ocells, res més que el vent.
La idea va sorgir en observar les canyes que es balancejaven al pantà.
El projecte Windstalk d'Atelier DNA va aconseguir el subcampionat del concurs Land Art Generator patrocinat per Madsar per seleccionar la millor obra internacional internacional per generar energia a partir d'energies renovables.
La superfície ocupada per aquesta insòlita estació de vent tindrà una cobertura de 2,6 hectàrees, i en termes de potència correspondrà a un generador eòlic convencional, ocupant una superfície similar. El sistema és eficaç a causa de l'absència de pèrdues de fricció inherents als sistemes mecànics tradicionals.
A la base de cada tija hi haurà un generador que converteix el parell de la tija mitjançant un sistema de cilindre i amortidor, similar al sistema Levant Power desenvolupat a Cambridge, Massachusetts.
Com que el vent no és constant, s’aplicarà un sistema d’emmagatzematge d’energia de manera que es pugui consumir l’energia acumulada fins i tot quan no hi hagi vent, expliquen els empleats que treballen en el projecte.
A la part superior de cada tija, s’instal·larà una llum LED, la brillantor de la qual dependrà directament de la força del vent i de la quantitat d’electricitat actualment generada.
Windstalk funcionarà en una caiguda caòtica, que us permetrà situar els elements molt més a prop dels que és possible amb els aerogeneradors de tipus convencional de fulla.
S’està desenvolupant un projecte similar de Wavestalk per convertir l’energia dels corrents i les ones oceàniques, on un sistema similar estarà al revés sota l’aigua.
El projecte, desenvolupat per Saphon Energy de Tunísia, a més de Windstalk, és un generador eòlic impecable, però en aquesta ocasió el dispositiu té un disseny tipus vela.
Aquest generador silenciós, que s’assemblava a una antena parabòlica en forma, es deia Saphonian. No té peces giratòries i és completament segur per a les aus. La pantalla del generador fa un moviment d’anada i d’abans sota la influència del vent, creant oscil·lacions al sistema hidràulic.
L’objectiu del projecte és millorar el rendiment dels generadors eòlics quant a l’ús del cabal eòlic. El vent s’aprofita literalment per a una vela, que fa moviments cap endavant i endarrere sota la seva acció, mentre no hi ha fulles, ni rotor, ni engranatges. Aquesta interacció permet convertir més energia cinètica en energia mecànica mitjançant pistons.
L’energia es pot acumular en acumuladors hidràulics, o convertir-la en energia elèctrica mitjançant un generador, o es pot convertir en rotació algun mecanisme amb la seva ajuda. Si els aerogeneradors convencionals tenen una eficiència del 30%, aquest generador tipus vela dóna al 80%. La seva eficiència supera els molins de vent de tipus pales per 2,3 vegades.
A causa de la manca de components cars, com és el cas d’un aerogenerador (pales, hubs, caixes d’engranatges), en el cas de Saphonian, els costos dels equips es redueixen fins al 45%.
La forma aerodinàmica del Saphonian presenta l'avantatge que els corrents de vent turbulents tenen poc efecte sobre el cos de la vela, i la força aerodinàmica només augmenta. És a causa de la turbulència que els aerogeneradors no s’utilitzen a les zones urbanes i també s’hi pot utilitzar Saphonian. A més, es minimitzen els factors acústics i de vibració perjudicials. Saphon Energy ha rebut el premi KPMG a la innovació.
Un altre enfocament molt revolucionari en l’ús de l’energia eòlica va ser implementat el 2008 per un inventor: un entusiasta de Califòrnia.Els grans generadors eòlics per a les ciutats petites tenen la mida d’un edifici de 30 pisos i les fulles arriben a la mida de les ales d’un Boeing 747.
Aquests generadors gegants produeixen sens dubte molta energia, però la producció, el transport i la instal·lació d'aquests sistemes són complexos i costosos. Malgrat això, la indústria creix més del 40 per cent cada any. És el que va pensar Dag Selsam de Califòrnia abans de marcar el seu objectiu ambiciós. Va decidir que era realista obtenir més energia utilitzant menys materials.
Al instal·lar una dotzena o diverses dotzenes de petits rotors en un eix connectat a un generador, Doug, al final, va aconseguir el seu objectiu. Va connectar un extrem de l’eix llarg al generador i va llançar l’altre extrem a les altures dels globus amb heli. El sistema funcionava com s’esperava.
Als llibres de text, Doug va llegir que una turbina d’un sol rotor és suficient per obtenir el màxim, però Doug en té dubtes. Pensava el contrari: com més rotors, més energia eòlica hi ha disponible.
Si cada rotor està situat a l'angle correcte, cada rotor rebrà el seu propi vent i això augmentarà l'eficiència de generació.
Per descomptat, això complica la física, perquè ara calia assegurar-se que cada rotor agafa el seu propi corrent, i no només el corrent del rotor proper. Calia esbrinar l’angle òptim per a l’eix en relació amb el vent i la distància ideal entre els rotors. I, al final, es va obtenir el guany amb menys material.
El 2003, l'inventor va rebre una subvenció de 75.000 dòlars de la Comissió de l'Energia de Califòrnia per desenvolupar una turbina de 3.000 watts amb set rotors. La tasca es va resoldre amb èxit i Dag Selsam ja ha venut més de 20 de les seves turbines de doble rotor de 2000 watts a diversos propietaris. Va construir aquests aparells al garatge del seu país.
La idea de Doug era una de les poques idees que en realitat tenen totes les possibilitats d’aconseguir un gran èxit en el món comercial. Selsam diu que dos rotors són només el començament. Probablement algun dia veurà les seves turbines multi-rotor de milla de llarg a través del cel.
"Podem anar més enllà i fer turbines molt més potents mitjançant aquesta tecnologia; superarà les fantasies més salvatges de General Electric", afirma l'inventor.
Arquímedes, amb seu a Rotterdam, Països Baixos, ha creat el seu propi concepte de aerogeneradors inusuals que es poden instal·lar directament als terrats dels edificis residencials.
Segons els autors del projecte, un disseny eficaç de baix soroll pot proporcionar una petita casa amb electricitat i un complex d’aquests generadors, treballant conjuntament amb panells solars estàndard, capaç de reduir completament a zero la dependència d’un gran edifici de fonts d’electricitat externes. Els nous aerogeneradors s’anomenen Liam F1.
Es pot instal·lar una petita turbina amb un diàmetre d’1,5 metres i un pes d’uns 100 quilograms a qualsevol paret o terrat d’un edifici residencial. Normalment, l’alçada de les teulades amb terrassa és de 10 metres, i el vent al país gairebé sempre al sud-oest. Aquestes condicions són suficients per col·locar correctament la turbina al terrat i utilitzar eficaçment l’energia eòlica.
A continuació, es resolen dos problemes dels aerogeneradors convencionals: el soroll de les turbines de pales convencionals i l’elevat cost d’instal·lar equips voluminosos. En generadors eòlics convencionals, els costos d’instal·lació sovint no es donen els seus fruits. El nivell de soroll de la turbina Liam és d’uns 45dB, i és encara més tranquil que el soroll de la pluja (el so de la pluja al bosc és de 50dB).
En forma semblant a una closca d'un caragol, la turbina, com una paleta, gira al vent, capturant el flux d'aire, reduint la seva velocitat i canviant de direcció. El director de l'empresa Marinus Miremeta afirma que l'eficiència d'una turbina innovadora arriba al 80% de la màxima eficiència teòricament disponible en energia eòlica. I això ja n’hi ha prou.
Als Països Baixos, la família mitjana consumeix 3300 kWh d’electricitat a l’any.Segons els desenvolupadors, la meitat d'aquesta energia pot ser proporcionada per una turbina Liam F1 a una velocitat del vent d'almenys 4,5 m / s.
Es poden situar tres turbines en els vèrtexs del triangle que hi ha al terrat de la casa, a continuació, cadascuna de les turbines tindrà vent i no s’interfereixen entre elles, sinó que s’ajudaran les unes a les altres.
Si parlem d’instal·lar en una ciutat on hi ha fluxos turbulents, el fabricant suggereix elevar lleugerament els aerogeneradors instal·lats als terrats de la ciutat, enganxant-los a pals perquè les parets de les cases veïnes no interfereixin amb els fluxos de vent.
El cost estimat de la nova turbina amb la instal·lació és de 3999 euros. Com que el dispositiu té una mida superior a un metre, es pot requerir una llicència especial per al seu ús, per tant, en el cas més extrem, l'empresa també produeix turbines mini-Liam amb un diàmetre de 0,75 metres.
Els fabricants tenen previst utilitzar les seves turbines no només per a l’alimentació elèctrica d’edificis residencials i industrials, sinó també per a l’alimentació de vaixells marins.
Com podeu veure, hi ha moltes alternatives interessants dels fabricants de generadors eòlics.
Consulteu també a electro-ca.tomathouse.com
: