Prieš beveik du dešimtmečius pasaulį apskriejo pažadas apie vėjo generatorių be menčių ir krumpliaračių: esą pakanka plonos juostos, kuri vibruodama vėjyje gali būti dešimtis kartų efektyvesnė už mažas turbinas. Idėja, pavadinta „Windbelt“, buvo pristatoma kaip galinti tiekti elektrą ten, kur jos trūksta, o konstrukcija žadėjo paprastą priežiūrą ir tylų veikimą.
Tačiau vėlesnė, nepriklausomais bandymais paremta istorijos dalis gerokai ramesnė. „Windbelt“ principas veikia, bet skambūs skaičiai apie 10–30 kartų didesnį efektyvumą nebuvo universaliai patvirtinti, o realus pritaikymas labiau siejamas su mažos galios užduotimis, o ne gyvenviečių aprūpinimu elektra.
Iš kur atsirado idėja
Išradėjas Shawnas Frayne’as idėjos ėmėsi 2004 metais, dirbdamas bendruomenėse, kur apšvietimui dar buvo naudojamos žibalinės lempos. Jo tikslas buvo sukurti labai pigų ir mažą vėjo generatorių, bet greitai paaiškėjo sena problema: mažos turbinos prastai mažėja.
Kuo mažesnė turbina, tuo didesnę vėjo energijos dalį „suvalgo“ trintis guoliuose ir pavarose, o rotorius dažnai net nepradeda suktis esant silpnam, gūsingam srautui. Ieškodamas alternatyvos, Frayne’as atsigręžė į aerodinaminį reiškinį, išgarsėjusį po Tacoma Narrows tilto griūties, kai vėjas sukelia konstrukcijos virpesius.
Kaip „Windbelt“ gamina elektrą
„Windbelt“ esmė paprasta: tarp atramų įtempiama membrana ar juosta, o vėjui tekant pro ją susidarantys sūkuriai sukelia greitus virpesius. Ant juostos tvirtinami magnetai, kurie judėdami pro rites indukuoja elektros srovę, tai yra tas pats generatorių principas, tik čia energija imama iš virpesio, o ne iš sukimosi.
Tokia schema turi aiškų privalumą: ji gali „atsibusti“ esant srautams, kurie mažą rotorių paliktų stovėti vietoje. Dėl to „Windbelt“ ir panašūs aeroelastinių virpesių energijos rinktuvai dažniau minimi ten, kur reikia ne didelės galios, o patikimo, nuolat „lašėjančio“ maitinimo.
Ką parodė nepriklausomi matavimai
Didžiausią dėmesį internete ilgai traukė teiginiai, kad prototipas buvo 10–30 kartų efektyvesnis už to meto mikro turbinas. Vis dėlto vėliau publikuoti tyrėjų bandymai ir laboratoriniai palyginimai rodė gerokai kuklesnį vaizdą: tokių įrenginių naudingumo koeficientas dažnai būna mažas, o pagaminama galia lengvame vėjyje labiau primena mili vatų lygį.
Praktinė išvada tapo aiškesnė: „Windbelt“ nėra vėjo jėgainė įprasta prasme ir nėra skirtas konkuruoti su didelėmis turbinomis ar vėjo parkais. Jo stiprybė labiau atsiskleidžia ten, kur tradicinės mažos turbinos stringa dėl trinties ir nestabilaus srauto, o energijos poreikis yra nedidelis, bet pastovus.
„Tikslesnė šios idėjos vertė yra ne pažadas pakeisti vėjo jėgaines, o galimybė patikimai maitinti labai mažos galios įrenginius ten, kur vėjas silpnas ir nepastovus“, – teigia tyrėjų vertinimuose apibendrinama kryptis.
Tokie sprendimai labiausiai tinka jutikliams ir mažai elektronikai: pavyzdžiui, pastatų vėdinimo kanaluose, pramoninėse patalpose ar kitose vietose, kur nuolat juda oras, bet nepakanka energijos įprastai mikro turbinai. Vietoj didelių ambicijų apie kaimo elektrifikavimą, realistiškiausias „Windbelt“ scenarijus yra energijos surinkimas mažiems, išskaidytiems poreikiams, kur svarbiausia paprastumas, mažas triukšmas ir ilgaamžiškumas.