hu.llcitycouncil.org
Kategória nélküli

A rovarok ihlette szélturbinák 35% -kal nagyobb hatékonyságot kínálnak

A rovarok ihlette szélturbinák 35% -kal nagyobb hatékonyságot kínálnak



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.


A hagyományos szélturbinák nagyok - mindaddig, amíg a szél bizonyos sebességgel fúj. A tudósok a rovarok és az okos mérnöki ötletek alapján új turbinapengét terveztek, amely 35 százalékkal hatékonyabb, mint a hagyományos turbináké. A kialakulóban lévő technológia forradalmasíthatja a széltechnológiákat, életképessé téve azokat olyan helyeken, ahol a szélsebesség nem optimális.

[Kép forrása:André Karwath a Wikimedia Creative Commons oldalán keresztül]

Turbinapengék

A szélturbinák alapelvei egyszerűek a relativitás szempontjából. Az egész művelet szinte ellentétes a ventilátorral. Ahelyett, hogy villamos energiát használna szellő előállításához, hatalmas pengék használják fel a szél energiáját, hogy áramot termelő turbinát fordítsanak.

A penge hatékonysága attól függ, hogy mennyi energia nyerhető ki a szélből. Azonban a pengék minél gyorsabb forogása nem a leghatékonyabb módszer. A pengék olyan szögben vannak, hogy éppen elegendő szélenergiát alakítsanak mechanikai energiává. Egy bizonyos időpontban a túl sok energia felvétele a szélből csökkenti a turbina hatékonyságát (Az elméleti maximális hatásfok). Ha több energiát vesznek ki, a pengék falként kezdenek működni. Ha az összes energiát felvesszük, a szél sebessége nulla lesz, és nulla energiával távozik a rendszerből.

A kések szöge úgy van kialakítva, hogy a pengék optimális sebességgel forogjanak. A lapátok azonban csak bizonyos széltartományban képesek fenntartani a sebességet. A pengék általában úgy vannak kialakítva, hogy megfeleljenek a régió leggyakoribb szélsebességének. Sajnos, ha a szél túl gyorsan vagy túl lassan fúj, a turbina energiatermelése jelentősen befolyásolható.

Hatékonyabb szélturbinák létrehozása

Hatékonyabb turbina létrehozása nehéz feladat. Jelenleg van néhány turbinapenge, amelyek megváltoztathatják a támadási szöget. A változtatható hangmagasságú technológia lehetővé teszi, hogy a turbina a hatékonyság maximalizálása érdekében autonóm módon változtassa meg a lapátok támadási szögét. Míg a rendszer lehetővé teszi a szélturbinák nagyobb szélsebesség-tartományban való működését, mégis szilárd szerkezet korlátozza.

A maximális teljesítmény eléréséhez a szélnek pontosan "dőlésszögben" kell ütnie a lapátokat, hogy a megfelelő nyomatékot alkalmazza egy generátorra.

Rovarszárnyak használata az előrelépéshez

A rovarszárnyak nem ugyanazokkal a problémákkal küzdenek, mint a szélturbinák. A szilárd szerkezetek helyett a rovarszárnyak rugalmas szárnyakkal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy az aerodinamikai terhelést repülésük irányába irányítsák, növelve ezzel teljesítményüket. Szárnyaik természetes hajlító képessége tovább csökkenti a fékezést és a fáradtságot.

Egy kutatócsoport úgy döntött, hogy kipróbálja, mennyivel hatékonyabb lehet egy rugalmas penge. A kísérlet három külön pengerendszert érintett; merev, félig rugalmas és nagyon rugalmas szerkezetek. Mindegyik turbinának három rotora volt, de a két rugalmas rotor rugalmas anyagból, úgynevezett polietilén-tereftalátból készült, míg a merev rotor merev szintetikus gyantából készült.

A szélcsatornák tesztjeinek sorozata meghatározta, hogy a legrugalmasabb lapátok sokkal kevesebb energiát termelnek, mint a merev társa. A félig rugalmas pengék azonban előálltak35 százalékkal nagyobb teljesítmény mint a szilárd kialakítás. A lapátok szélesebb szélsőségekben is hatékonyabban működtek.

Mitől sokkal jobbak a rugalmas pengék?

Csakúgy, mint egy hagyományos turbina, minél gyorsabban fúj a szél, annál gyorsabban forognak a lapátok. Mivel azonban a rotor rugalmas, a szél meghajlítja a lapátokat.

A különböző szélsebességek változóan változtatják a hangmagasságot. Nagyobb sebességek hatására a lapátok többet dőlnek és több szél engedi át. Alacsonyabb sebességnél a lapátok ellapulhatnak, hogy a lehető legtöbb energiát kinyerjék. Ennek eredményeként a rotor sokkal hatékonyabb, mint egy merev kialakítás.

A leküzdendő kihívások

A szélturbinák egyik legnagyobb kérdése egy rotor létrehozása, amely képes kezelni a környezeti és mechanikai igénybevételt. Az életképes alternatíva érdekében a pengének ugyanolyan vagy tartósabbnak kell lennie, mint a jelenlegi szénszálas kések. Ezenkívül a pengéknek hasonló mennyiségűeknek kell lenniük a feszültségek további csökkentése érdekében, és a jelenlegi szerkezetekbe kell őket megerősítés nélkül beépíteni.

A technológiának még megvannak a maga módjai. Ez azonban egy lépés a helyes irányba az energiatermelés fenntartható eszközének elérése felé. A következő lépés egy teljes körű kísérlet megtervezése a rovarok által ihletett szélturbinák életképességének teljes meghatározása érdekében.

LÁSD MÉG: A Siemens befejezi a világ első 3D-nyomtatású turbinapenge-próbáját

Írta: Maverick Baker


Nézd meg a videót: Ausztria Szélerőmű Wind Power Park -Neusiedl am See-