Вітряна турбіна з двома лопатями ефективніша за ту, яка з трьома: у чому секрет?

Компанія Envision Energy запустила прототип дволопатевої турбіни на платформі Model X. Він пропрацював понад 500 днів і його показники виявилися не гіршими за трилопатеві установки на тому ж майданчику у Китаї. Про це пише Interesting engineering, передає «Главком».

Прототип вітряка розробили на основі 3,6-мегаватної турбіни Game Changer z Envision, випробуваної у Данії 2012 року. Інженери додали високошвидкісний індукційний генератор із подвійним живленням, модульні компоненти гондоли та полегшили конструкцію.

Envision вирішила проблему надмірної вібрації та дисбалансу навантаження, яка раніше заважала нормальній роботі дволопатевих вітрогенераторів, стверджують у компанії.

Хоча компанія не розкриває подробиць, дані з відкритих джерел свідчать, що сучасна система управління здатна підтримувати дволопатевий ротор, що швидко обертається, в межах, встановлених сучасними стандартами електромережі, за крутним моментом і якістю електроенергії, – на що мало хто з комерційних розробників міг би розраховувати 15 років тому.

Аеродинамічні дослідження показують, що, хоча перехід з однієї на дві лопаті підвищує ефективність приблизно на 6%, додавання третьої лопаті зазвичай дає лише 3% приросту.

За даними NREL, ці додаткові витрати мають значення, оскільки витрати на баланс системи (BOS) становлять приблизно 30% капітальних витрат, необхідних для встановлення наземної вітроелектростанції, включно з отриманням дозволів, оплатою праці, матеріалами, фундаментом, електричною інфраструктурою та встановленням щогл.

Відмова від однієї композитної лопаті не скоротить цей показник відразу. Проте це скорочує як витрати на матеріали, так і кількість великогабаритних вантажів, які необхідно перевозити сільськими дорогами або гірськими перевалами, що ускладнює логістику.

Аеродинамічні втрати також видаються прийнятними. Опубліковані дані показують, що ротор Envision, який працює з вищою швидкістю обертання завдяки меншій масі, може збирати стільки ж енергії з площі обметуваної поверхні, скільки і звичайні трилопатеві вітрогенератори.

Якщо цю продуктивність буде масштабовано до багатотурбінних установок, розробники проєктів у регіонах зі складною логістикою або ті, хто просто прагне скоротити капітальні витрати, можуть розглядати дволопатеві вітряки як життєздатну альтернативу, а не як дивину.

Нагадаємо, що вчені Центру геологічних наук імені Гельмгольца виявили, що області всередині гірських хребтів, де глибокі мантійні породи залягають близько до поверхні, є перспективними місцями для виробництва природного водню.

Між тим, сінгапурський стартап Flint розробила паперові батареї, які обіцяють стати дешевшою, безпечнішою та екологічнішою альтернативою літій-іонним акумуляторам.

Крім того, британські інженери запустили перший у світі двигун, що працює на рідкому азоті.