Испанская компания разработала безлопастной ветрогенератор, работающий за счет вихревой дорожки Кармана

Москва, 18 апр - ИА Neftegaz.RU. Испанская технологическая стартап-компания Vortex Bladeless разработала безлопастной (вихревой) ветрогенератор Skybrator, работающий за счет так называемой вихревой дорожки Кармана – феномена, наблюдаемого при обтекании газами или жидкостями цилиндрических поверхностей, в ходе которого образуются цепочки вихрей.

Конструкция:

• основной элемент - цилиндр, расположенный перпендикулярно к поверхности земли и сужающийся сверху вниз;
• нижняя часть цилиндра закреплена на основании упругого стержня;
• верхняя часть свободно колеблется под воздействием силы ветра, что приводит в действие генератор, который вырабатывает электроэнергию.

Если углубляться в гидромеханику, то когда ветер проходит через мачту столба, поток видоизменяется в круговые вихри.
Как только их частота становится ближе к частоте мачты, столб начинает колебаться и взаимодействовать с ветром. Это называется Вихревая Индуцированная Вибрация (VIV).

Особенности конструкции:

• минимизируют потерю энергии при колебаниях;
• обеспечивают низкий износ электрогенератора.

Установка практически не использует подвижные элементы, в т.ч. шестерни, зубчатые колеса или лопасти.
Благодаря этому:

• удельные капзатраты на строительство вихревых генераторов в 2 раза ниже, чем у лопастных;
• для их обслуживания не требуются смазочные материалы, что должно снизить операционные расходы на на 80%;
• вихревой ветрогенератор абсолютно безопасен для птиц;
• за счет компактности и низкого уровня шума – пригоден для использования в частных домохозяйств.

Еще одним достоинством является и низкий углеродный след: по оценке Vortex, полный цикл производства вихревых ветрогенераторов будет занимать на 80% меньше удельных выбросов CO₂, чем при сооружении лопастных установок.

Недостатком разработки является сравнительно низкий КПД: из-за меньшей эффективности «улавливания» ветра вихревой генератор вырабатывает в среднем на 30% меньше электроэнергии, чем лопастной при одинаковой мощности.

Отмечается, что этот недостаток можно компенсировать за счет монтажа нескольких установок: специалисты Vortex в ходе испытаний в аэродинамическом туннеле расположили 2 вихревых генератора напротив друг друга.
Выяснилось, что вторая установка получает больше энергии, поскольку использует вихри, образованные первой.

Мощность стандартной установки высотой 12,5 м - 4 кВт.
Монтаж 3-4 ветрогенераторов может позволить полностью обеспечивать электроэнергией загородный дом общей площадью 150 м².

В будущем Vortex Bladeless также планируют создать промышленный вариант ветрогенераторов Skybrators высотой до 140 м и мощностью до 1 МВт.