600007 г. Владимир, ул. 16 лет Октября, д. 68А, литер "Ф", этаж 2, помещение 12
+7 (4922) 53-10-31
info@skb-proton.ru

Конструкция плавучей морской ветряной турбины может изменить правила игры

Технологии силовой преобразовательной техники

Популярность плавучих морских ветряных турбин растет. Они выигрывают от более высоких скоростей ветра и большей согласованности направления, что может означать, что меньшее количество морских турбин вырабатывает столько же или больше энергии, чем группы наземных. Кроме того, океанские воды дают людям больше гибкости в отношении расположения и размера их ветряных электростанций. Несмотря на то, что эти преимущества становятся все более очевидными, люди всегда ищут способы улучшить варианты конструкции ветряных турбин.

Базирующаяся в Пенсильвании компания American Offshore Energy является пионером в разработке типа морской ветряной турбины, которая может нарушить существующие границы и показать, что возможно. Вот более подробный обзор его инноваций и того, чем он отличается от существующих конструкций ветряных турбин.

Инженеры проектируют либо ветряные турбины с горизонтальной осью (HAWT), либо ветряные турбины с вертикальной осью (VAWT). Дизайн VAWT сегодня менее распространен, поскольку его показатели производительности не соответствуют аналогу. Эти ветряные турбины выглядят как гигантские яйцебойки, лопасти которых тянутся к верхней и нижней части вертикального ротора.

В отличие от этого, HAWT имеет конструкцию, похожую на пропеллер, обычно с тремя лопастями. Самые высокие хавты имеют высоту, сравнимую с 20-этажными зданиями, в то время как ВАВТы обычно примерно в два раза выше.

Команда American Offshore Energy построила VAWT, который выделяется отсутствием центральной шахты. Ни в одной другой конструкции вертикальной ветряной турбины не используется такой подход. При обычном VAWT, используемом на море, масса подшипников качения, коробки передач и генератора находится на уровне моря или ниже него. В связи с этим возникают проблемы, связанные с попытками не допустить попадания соленой воды в эти компоненты.

Однако эта новая конструкция работает без коробок передач или подшипников качения и не требует масла. Люди могут даже погрузить турбину под воду, чтобы защитить ее во время ураганов. Все компоненты турбины водонепроницаемы и не подвержены коррозии, поэтому погружение в воду не приведет к повреждению. Кроме того, люди могут использовать пульт дистанционного управления для подъема турбины с помощью баллонов со сжатым воздухом. Этот вариант облегчает повторный ввод в эксплуатацию после того, как пройдет шторм.

В официальном документе на веб-сайте компании объясняется, как самые ранние идеи для этого VAWT пришли из многолетних соревнований по парусному спорту на Кубок Америки. Самые успешные на сегодняшний день лодки имеют низкие центры тяжести, как и эта конструкция ветряной турбины. Гладкий корпус делает его заметно отличающимся от других VAWTS, созданных до сих пор. Некоторые из сотрудников команды разработчиков турбины имеют непосредственный опыт участия в гонках на парусных лодках, что позволяет им вносить свой вклад.

Корпус VAWT использует принципы растяжения и сжатия, поэтому он одновременно жесткий и легкий. Люди также могут масштабировать структуру в соответствии со своими потребностями. Выработка электроэнергии происходит по периметру турбины. В этой области также установлены три кинематических опорных подшипника, расположенных над конструктивно связанными поплавками. Каждый поплавок крепится к анкерному винту, встроенному в морское дно, который останавливает вращение турбины. Сообщается, что этот метод делает установку турбин менее дорогостоящей по сравнению с наземными.

Эти новаторские ветряные турбины также намного легче обычных вариантов, потому что они работают без многих компонентов, которые требуются для других конструкций. Например, им не нужны отливки, поковки или обычные генераторы.

Конструкция каждой турбины в основном состоит из стали и стекловолокна, и компания хочет поставлять материалы в Соединенные Штаты. Представители компании отмечают, что как сталелитейная, так и стеклопластиковая промышленность в США могут быть легко масштабированы для поддержки создания рабочих мест.

Ветряные турбины нуждаются в постоянном техническом обслуживании независимо от их местоположения. Люди используют такие материалы, как оксид алюминия и пластик, в качестве дутьевой среды для очистки турбин. Кроме того, технические специалисты могут заменять или ремонтировать детали, подверженные постоянному воздействию окружающей среды. Трудности с доступом относятся к числу недостатков, связанных с большинством морских ветроустановок.

Однако при проектировании ветряных турбин American Offshore Energy основное внимание уделяется простоте обслуживания. Он размещает подшипники и компоненты генератора на уровне палубы для беспрепятственного доступа людей на служебных лодках. Другой вариант — отсоединить их и отбуксировать турбины обратно на берег, что займет всего один день.

Простота обслуживания является значительным преимуществом этой турбины, особенно потому, что любой простой обычно означает потерю денег теми, кто владеет оборудованием или эксплуатирует его. Если люди поймут, что обслуживание будет проще, чем они предполагали вначале, они, возможно, с большей вероятностью впервые инвестируют в морские ветряные турбины или увеличат свои существующие инвестиции.

Люди, участвовавшие в разработке этой турбины, также знали, что не все поддерживают получение чистой энергии таким образом. Поэтому они оценили, как уменьшить многие распространенные аргументы против новых установок.

Некоторые новые конструкции и устройства ветряных турбин используют природу для вдохновения. Инженеры разработали лезвия, которые выглядят, например, как плавники горбатого кита. Они также изучили косяки рыб, чтобы оценить, как определенное размещение групп ветряных турбин может сделать их все более эффективными.

Однако люди также отмечают, что использование ветряных турбин не всегда является благом для дикой природы. Один из распространенных аргументов заключается в том, что они могут ранить или нарушить покой птиц. Однако американская оффшорная энергетика выступает за размещение турбин более чем в 25 милях от берега, чтобы убрать их с пути перелетных птиц.

В документе, сопровождающем пресс-релиз об этой новой конструкции ветряной турбины, приводится пример установки 200-футовой ветряной турбины в 30 милях от берега. Компания предположила, что горизонт скроет сооружение от людей на берегу, сделав их более открытыми для развития ветроэлектростанций.

В содержании также упоминалось, что ветряные турбины будут находиться достаточно далеко от берега, чтобы люди, устанавливающие их, не должны были соблюдать зоны государственного контроля, которые простираются на 12 миль вокруг места предполагаемых сооружений. Это уменьшило бы вероятность того, что любые планы по строительству ветряных турбин будут отложены из-за юридических препятствий.

American Offshore Energy — одна из многих компаний, работающих над морскими ветроустановками. Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии недавно объявила конкурс, предлагающий призы в размере 5,75 миллионов долларов участникам, которые смогут создать лучшие варианты морских ветряных турбин. Трехэтапный конкурс охватывает пути проектирования, производства и внедрения. По мере того как морские ветряные турбины становятся все более распространенными, люди, сопротивляющиеся их использованию, надеюсь, станут более непредубежденными.

American Offshore Energy и другие подобные ей компании коллективно покажут миру, что возможно при проектировании ветряных турбин. Связанные с этим усилия, несомненно, потребуют значительных проб и ошибок. Однако настойчивость окупится и поможет миру двигаться к будущему с большей зависимостью от чистой энергии ветра.

Эмили Ньютон — промышленный журналист и главный редактор журнала Revolutionized