Линза ветра - Wind lens

Ветровая линза в 2012 году.

В линза ветра это модификация на ветряная турбина созданный профессором Охя из Университет Кюсю как попытка быть более эффективным в производстве электроэнергии и менее инвазивным как для людей, так и для природы. В то время как ветровая линза все еще находится в стадии разработки, она претерпела несколько изменений в конструкции, которые повлияли на то, как можно использовать и использовать энергию ветра, одновременно изменив ее влияние на мир вокруг нас. Линза ветра работает как канальный вентилятор на самолете - он охватывает ветряную турбину и ускоряет воздух, защищая лопасти от повреждение посторонним предметом. Благодаря этому эффективность ветряной турбины может быть значительно увеличена за счет простой установки ветровой линзы.

Дизайн

Как и в обычной ветряной турбине, ветровая линза использует энергия ветра но имеет несколько модификаций для повышения эффективности, а также воздействия на окружающую среду.

Эффективность производства энергии

Исследования показали, что Wind Lens может иметь от двух до пяти раз больше[1] выходная мощность по сравнению с ветряной турбиной из-за того, что она использует больше ветра.

В турбулентность Созданная в результате новой конфигурации создает зону низкого давления позади турбины, заставляя более сильный ветер проходить через турбину, а это, в свою очередь, увеличивает вращение лопастей и выход энергии. Один из способов получить максимальную отдачу от ветра - это использовать вокруг лопастей трубку особой формы. Трубка или кожух имеет форму диффузор который работает как увеличительное стекло для ветра. Диффузор, который меньше спереди и больше сзади, улавливает больше ветра и направляет ветер к центральным лопастям, что также приводит к более эффективному производству энергии.

Помимо диффузорной формы кожуха, на спине имеется бортик. Этот край мешает ветровому потоку, который создает вихри, которые вызывают образование зоны низкого давления за линзой ветра. Затем ветер попадает в зону низкого давления через лопасти ветровой линзы. Увеличенный поток воздуха через лопасти приводит к еще одной причине более высокой выработки энергии.[1]

Форма диффузора и края вместе создают более эффективный и точный воздушный поток. В результате вырабатывается большее количество энергии.

Воздействия

Жалобы на ветряную турбину включают влияние на популяцию птиц,[2] звуковое производство,[2] и радиолокационные помехи[3] что ограничивает его размещение в городских районах. Создатели ветровой линзы взглянули на проблемы и попытались решить их, скорректировав конструкцию.

Популяция птиц[2]

Ветровые турбины губительно влияют на популяцию птиц из-за модели миграции и птицы были пойманы и ранены или даже убиты возвышающимся высокоскоростным ножом. Чтобы решить эту проблему, кожух ветрозащитной линзы, который находится вокруг лезвия, помогает защитить птиц от попадания на путь лезвия, а на каждом конце была добавлена ​​сетка, чтобы птицы не втягивались в лезвия. Добавление этой сетки приводит к незначительному снижению выработки энергии, что дает больше преимуществ. В дополнение к сетке ветровая линза предназначена для того, чтобы избегать птиц, делая ее более компактной и короткой, что позволяет птицам легко летать над ветровой линзой, в отличие от ветряной турбины.

Звуковое производство[2][4]

Ветровые линзы сделаны так, что они производят меньше шума, чем ветряные турбины, что позволяет размещать их в городских районах, не беспокоя жителей. Конструкция лезвия такова, что угол и форма лезвия позволяют более бесшумно рассекать ветер.

Самая большая причина звука в обычной ветряной турбине - это сопротивление воздуха на концах лопастей, но теперь кончики лопастей закрыты, и чем больше ветер, тем больше направлен к центру лопастей из-за кожуха диффузора. что означает сопротивление воздуха на концах лезвий сведены к минимуму.

Радиолокационные помехи[3]

Радиолокационные помехи является постоянной проблемой ветровых турбин, которая заставляет различные группы населения выступать против использования ветряных электростанций вблизи городских территорий. После того, как были выполнены исследования для проверки радиолокационной интерференции ветровых линз по сравнению с ветряной турбиной, у ветровой линзы было значительно меньше помех из-за меньшей и компактной конструкции самого кожуха, а также формы и изготовления кожуха, что делало его менее прочным. проблема с радиолокационными помехами.[3]

Ограничения

Несмотря на полезные дополнения к дизайну, ограничения все же есть.

Для ветровой линзы требуется гораздо больше материалов по сравнению с нынешней конструкцией ветряных турбин. Использование таких материалов для кожуха, а также для сетки требует больших затрат энергии и средств.[5]

По-прежнему производя меньше шума и помех, он будет вызывать помехи, пока не станет равным нулю.[1][3][4]

Ветровая нагрузка на ветровую линзу выше и поэтому она может быть слишком тяжелой для удержания ветровой линзы из-за проблем конструкции. Это означает, что у него может быть много неиспользованной мощности или что ветровая линза более склонна к поломке.[6]

Идея не является чем-то новым, и предыдущие испытания были неудачными, однако в других проектах никогда не проводилось крупномасштабное тестирование и они достигли такой стадии успеха.[5]

Заявление

Ветровые линзы рассматриваются как способ увеличения производства чистая энергия а также архетип для других видов чистой энергии.

Ветровая линза может заменить текущую производственную энергию ископаемое топливо который наносит вред окружающей среде и может быть альтернативой менее эффективной ветряной турбине, поскольку она может быть адаптирована к большему количеству окружающей среды и производит большее количество энергии.

Текущие проекты

Ветрозащитная линза в настоящее время проходит настройку и одобрение путем тестирования ее различными способами и в разных местах.

  • После всесторонних исследований в Университете Кеттеринга, ветровые линзы проходят всесторонние испытания и были признаны положительными при использовании в Мичигане.[7]
  • В Японии ветровые линзы внедряются в городских районах на берегу с высокими скоростями ветра.[6]
  • Ветровая линза проходит испытания на морской площадке, где она представляла собой плавающий многоцелевой корпус, который сочетал в себе солнечные панели, рыбные фермы и ветровую линзу, чтобы использовать ее для сбора электроэнергии, рыбоводства и транспортировки ресурсов.[1]
  • Ветровая линза адаптирована для использования под водой в качестве водяной линзы, чтобы использовать мощность, доступную от водные течения.[1]
  • В кампусе университета Кюсю-Ито корректируют ветровую линзу, чтобы сделать ее более прочной и способной выдерживать повышенную нагрузку на ветер.[6]

Смотрите также

Основная статья: Конструкция ветряной турбины

Рекомендации

  1. ^ а б c d е Охя, Юджи; Карасудани, Такаши (31 марта 2010 г.). «Защищенная ветряная турбина, генерирующая высокую выходную мощность с использованием технологии ветро-линз». Энергии. 3 (4): 634–649. Дои:10.3390 / en3040634.
  2. ^ а б c d Охя, Юджи (ноябрь 2014 г.). «Высокоэффективные ветряные и водяные турбины с технологией ветряных линз и морской плавучей возобновляемой энергетической системой» (PDF). РИАМ Кюсю. Университет Кюсю. Получено 24 октября, 2016.
  3. ^ а б c d Баллери, Алессио; Аль-Армагани, Алланн; Гриффитс, Хью; Тонг, Кеннет; Такаши, Мацуура (22 октября 2012 г.). «Радарный знак ветровой линзы: ветряная турбина с меньшим разрушением?» (PDF). Крэнфилдский университет. Крэнфилдский университет. Получено 24 октября, 2016.
  4. ^ а б Такахаши, Шухей; Хата, Юя; Охя, Юджи; Карасудани, Такаши; Учида, Таканори (13 декабря 2012). «Поведение вихрей на концах лопастей ветряной турбины, оснащенной кожухом диффузора с полями». Энергии. 5 (12): 5229–5242. Дои:10.3390 / en5125229.
  5. ^ а б Андерсон, Ричард (2015-03-05). «Ветряные турбины поднимаются в небо в поисках большей мощности». Новости BBC. Получено 2016-11-06.
  6. ^ а б c "Домашняя страница секции ветроэнергетики Университета Кюсю RIAM - Будущее ветровой линзы". www.riam.kyushu-u.ac.jp. Получено 2016-11-06.
  7. ^ «Исследователи из Университета Кеттеринга изучают возможности оптимизации ветряных турбин с помощью новой конструкции пропеллера». Новости университета Кеттеринга. Получено 2016-11-06.

внешняя ссылка