CP v2

Tag: Vortex Bladeless

  • Turbinos be menčių: „Vortex Bladeless“ žada tylią vėjo energiją, bet remiasi pavojingu efektu

    Vėjo energetikoje įprasta matyti didelius bokštus su besisukančiomis mentėmis, tačiau Ispanijoje kuriamas sprendimas siūlo kitokią kryptį. Bendrovė „Vortex Bladeless“ kuria turbinas be menčių, kurios ne sukasi, o siūbuoja ir taip generuoja elektros energiją.

    Pagrindinis principas – vėjo sukelti virpesiai. Kai oro srautas apteka vertikalią cilindro formos koloną, už jos susidaro kintantys sūkuriai, periodiškai stumiantys konstrukciją į šalis ir sukeliantys ritmišką judėjimą.

    Šis reiškinys vadinamas von Karmano sūkurių gatve ir inžinerijoje dažnai laikomas rizika. Dėl rezonanso sukelti virpesiai gali pažeisti tiltus, kaminus ar bokštus, todėl projektuojant aukštas konstrukcijas paprastai siekiama tokių svyravimų išvengti.

    „Vortex Bladeless“ idėja – pavojų paversti resursu: mąsto elastingumas parenkamas taip, kad tam tikru vėjo greičiu pasiektų rezonansą, o judesys būtų panaudotas elektros gamybai. Vietoje pavarų dėžių ir rotoriaus naudojamas generatorius, pritaikytas virpesius paversti elektros srove.

    Vienas svarbiausių tokio dizaino argumentų – mažiau judančių mechaninių dalių, todėl teoriškai mažėja nusidėvėjimas ir priežiūros poreikis. Kartu mažesnė rizika paukščiams ir šikšnosparniams, nes nėra greitai besisukančių menčių, o pats įrenginys gali būti tylesnis.

    Vis dėlto technologija dar ankstyvoje komercializavimo stadijoje ir pagal galią kol kas neprilygsta pramoninėms vėjo jėgainėms. Skelbiama, kad didžiausi šiuo metu demonstruojami įrenginiai generuoja apie 100 vatų, kai šiuolaikinės didžiosios vėjo turbinos pasiekia milijonų vatų lygį.

    Todėl realiausia niša artimiausiu metu – mažos galios taikymai, kur svarbiau paprastas montavimas ir aptarnavimas, o ne maksimalus našumas. Tokie įrenginiai galėtų maitinti jutiklius, telekomunikacijų įrangą, atokias stoteles ar mažą infrastruktūrą miestuose.

    Kūrėjai taip pat akcentuoja, kad sprendimas gali būti derinamas su saulės moduliais ir energijos kaupikliais, kad sistema veiktų stabilesniu režimu. Praktikoje tai reikštų hibridinius objektus, kuriuose skirtingi šaltiniai kompensuoja vienas kito svyravimus.

    Kodėl inžinieriai apskritai ieško naujų turbinų formų? Tradicinės vėjo jėgainės yra labai efektyvios, tačiau jų gamyba, logistika, montavimas ir eksploatacija brangūs, o didelės mentės reikalauja erdvės ir kelia triukšmo bei poveikio laukinei faunai klausimus.

    Be menčių veikianti konstrukcija dalį šių problemų potencialiai mažina, bet kartu kelia kitus iššūkius. Kad sprendimas taptų plačiai naudojamas, reikės įrodyti ilgaamžiškumą, patikimą darbą skirtingomis oro sąlygomis ir ekonomiškai pagrįstą elektros savikainą.

  • Vėjo jėgainė be menčių: 3 metrų stulpas virpėjimu gamina elektrą ir žada mažesnes sąnaudas

    Vėjo jėgainė be menčių: 3 metrų stulpas virpėjimu gamina elektrą ir žada mažesnes sąnaudas

    Tradicinės trijų menčių vėjo jėgainės jau dešimtmečius laikomos patikimu atsinaujinančios energetikos standartu, tačiau smulkesniems vartotojams jos dažnai lieka nepraktiškos. Įrengimas, priežiūra, triukšmas ir mechaninių dalių dėvėjimasis ypač skaudžiai atsiranda tada, kai elektros reikia tik namui, sodybai ar nedidelei sodo bendrijos pastogei.

    Šią nišą bando užpildyti neįprasta idėja: vėjo generatorius be besisukančių menčių, kuris energiją ima ne iš rotoriaus, o iš pačio virpėjimo. Tokios technologijos principas siejamas su aerodinaminiu reiškiniu, dėl kurio konstrukcijos kartais ima svyruoti taip stipriai, kad inžinieriams tai tampa rimta problema.

    Kaip virpesiai virsta elektra

    Kai vėjas apteka liekną vertikalią konstrukciją, už jos susidaro sūkuriai, periodiškai stumiantys stulpą į skirtingas puses. Šis reiškinys vadinamas sūkurių sukelta vibracija, o kraštutiniais atvejais jis gali sukelti rezonansą, kai svyravimai stiprėja ir tampa pavojingi.

    Būtent šią „problemą“ kai kurie kūrėjai mėgina paversti privalumu: stulpas sąmoningai suprojektuojamas taip, kad vėjyje virpėtų, o jo judėjimas per mechaninę jungtį ar generatoriaus mazgą būtų paverčiamas elektra. Kadangi nėra sparnų, pavarų dėžių ir sudėtingų besisukančių mazgų, teoriškai mažėja priežiūros poreikis ir triukšmas.

    „Vortex Bladeless“ sprendimas

    Ispanijos startuolis „Vortex Bladeless“ kuria vadinamąją be menčių vėjo jėgainę, kuri išoriškai primena vertikalų stulpą. Bendrovės pristatomame namų modeliui dažnai priskiriamas apie 3 metrų aukštis, o tikslinė galia siejama su maždaug 100 vatų lygiu, todėl tai būtų labiau pagalbinis, o ne pagrindinis elektros šaltinis.

    Įmonė teigia, kad tokio tipo konstrukcija gali būti pigesnė pagaminti ir pigiau eksploatuojama už įprastas mažas vėjo turbinas, nes paprasčiau mechanika ir mažiau dėvinčiųsi dalių. Taip pat akcentuojama, kad be menčių įrenginiai turėtų kelti mažiau rizikos paukščiams ir gali būti tinkamesni tankesnėms vietovėms, pavyzdžiui, ant stogų ar mažesniuose sklypuose.

    Kur slypi ribojimai

    Didžiausias tokios technologijos „kabliukas“ yra galia: 100 vatų lygio įrenginys vienas pats nepajėgtų patikimai aprūpinti vidutinio namų ūkio, ypač šildymo sezono metu. Realistiškesnis scenarijus būtų mažų vartotojų maitinimas, akumuliatorių įkrovimas, apšvietimas, maršrutizatorius ar kitos nedidelės galios apkrovos.

    Kitas klausimas yra faktinė išeiga realiomis sąlygomis, nes vėjo krypties kaita, gūsiai ir turbulencija miestuose gali mažinti stabilumą bei efektyvumą. Todėl tokie sprendimai dažniau vertinami kaip papildymas saulės elektrinei, kai dieną energiją duoda saulė, o vakare ar naktį, sustiprėjus vėjui, dalį poreikio padengtų vibracinis generatorius.

    Pastaraisiais metais Europoje daugėja diskusijų apie smulkiosios generacijos plėtrą, energijos kaupimą ir vartotojų norą mažinti sąskaitas ne tik dideliais projektais, bet ir mažais, moduliniais sprendimais. Jei be menčių technologijoms pavyktų įrodyti stabilų našumą ir patikimumą, jos galėtų tapti dar viena alternatyva ten, kur klasikinė turbina per brangi, per triukšminga ar tiesiog netelpa.