Альтернативные источники энергии

Чем принципиально  отличается башенная конструкция от ветроустановок, преобразующих энергию свободно набегающего воздушного потока?  
1. Она позволяет управлять энергией воздушного потока, путем ее концентрации на лопастях генератора.  
2. Отпадает необходимость в настройке лопастей ротора генератора «на ветер». Генератор, с вертикальной осью вращения, стационарно установлен в верхней части установки. Ветер сам «настраивается» на генератор благодаря конструкции аппарата сбора энергии.  
3. Значительно повышается мощность воздушного потока, приходящая на лопасти ротора генератора. Конструкция аппарата концентрации энергии позволяет повышать скорость воздушного потока во внутреннем вертикальном канале установки и соответственно, повышать его мощность. 
Проведенные экспериментальные исследования моделей в аэродинамической трубе (рис. 6) показали увеличение выработки энергии генератором, установленным в башне более чем в 4 раза, а для малых скоростей воздушного потока – более чем в 10 раз. (рис. 7 и 8).

 

Рис. 6. Схема сравнительных  лабораторных испытаний  ветроустановки башенного типа. 

 

Рис. 7. Выработка электрической  энергии генератором 

 

Рис. 8. Относительное увеличение выработки энергии  при размещении генератора в башне. 

Для подтверждения  полученных лабораторных результатов  была построена опытно-экспериментальная  установка в масштабе 20:1. Схема  испытаний – сравнительная (аналогична используемой в лаборатории), представлена на рис. 9.

В сравнительных  испытаниях на полигоне мы использовали генераторы на постоянных магнитах СВ-1.2/30.

 

 

Рис. 9. Схема сравнительных  испытаний в условиях полигона 

 

Рис. 10. Выработка электрической  энергии генераторами 

 

Рис. 11. Относительное увеличение выработки энергии  генератором в  башне. 

Анализ полученных результатов показывает значительный рост эффективности работы генератора при его размещении в башне  – концентраторе:  
- Стартовая скорость ветра в два раза ниже по сравнению с традиционными конструкциями; 
- Скорость ветра, при которой генератор работает в номинальном режиме – в 2 раза ниже; 
- Коэффициент использования установленной мощности может достигать значения 0,6…0,7 (получено расчетным путем); 
- В 2–3 раза выше объем вырабатываемой энергии; 
- Объем выработанной энергии с единицы площади ометаемой поверхности, для всех диапазонов скоростей воздушного потока, вырос более чем в 5 раз, а в диапазоне низких скоростей - более чем в 10 раз.  
- Отвод земли на единицу установленной мощности, у ветроустановки башенного типа, самый низкий из всех видов генерации. 

Конструктивные  особенности новой ветроустановки позволяют устранить многие недостатки, присущие ветроустановкам традиционной конструкции: 
1. Шумы и вредные для человека излучения, которые могут возникать в процессе работы генератора башенной ветроустановки, не выходят за конструктивные габариты установки. Это достигается благодаря тому, что генератор с лопастями расположен внутри ее вертикального канала. Современные материалы позволяют эффективно гасить или поглощать все вредные шумовое и вибрационное излучение. По этой же причине генератор и лопасти башенной ветроустановки не будут помехой распространению теле – и радиосигналам. 
2. Установка не наносит вред птицам. Предотвращение попадания птиц на лопатки генератора можно предотвратить за счет установки защитных сеток на входе в конфузорные каналы. Для предотвращения столкновения птиц с БВУ в ночное время суток, ее внешняя поверхность освещается. Это позволит улучшить и зрительное восприятие башни ВУ.

Взгляд  в будущее. 

Башенная конструкция  ветроустановки, по своим техническим характеристикам, значительно превосходит все современные ветроустановки традиционной конструкции, работающие со свободно набегающим потоком воздуха.

Ветроустановки башенного типа - достойная замена ВЭУ традиционной конструкции.  
- Они могут работать при более низких скоростях ветра.  
- Позволяют в значительно увеличить количество вырабатываемой электроэнергии.  
- Их эффективность никак не ниже традиционных станций генерации электроэнергии, использующих углеродное топливо: газ, уголь, мазут, нефть, а экологическая чистота производства электроэнергии не имеет аналогов. 
- Ветроустановки башенного типа очень эффективно могут работать в регионах с малыми скоростями ветра.  
- Отвод земли на единицу мощности для ветроустановок башенного типа самый низкий из всех видов генерации. 
- Благодаря своей компактности, такие установки могут служить автономным и самодостаточным источником энергии.

Ветроустановки башенного типа сегодня - это мировая энергетика завтра: низкая себестоимость и высокое качество производства экологически чистой энергии.

Ветряная  турбина с вертикальной осью.

Ветряные  электростанции, как эта в Калифорнии мало помалу становятся типичным явлением в американских городах. Согласно ассоциации энергетической отрасли, за последний год потребление возобновляемой энергии ветра в США выросло на 45%. Оснащение ветряных турбин огромными лопастями ограничивает их применение главным образом в сельской местности.

Однако есть альтернативный вариант - ветряные турбины без лопастей! "Энергетические потребности Вашего дома такая турбина удовлетворит на 35-40%, но если установить турбину мощностью 3 кВт, которая будет в 2 раза мощнее традиционной системы - она будет вырабатывать 100% потребляемой Вами энергии". Новая система являлась на тот момент частью выставки альтернативных энергетических технологий, открытой в Ботаническом саду в Вашингтоне.

Организаторов экспозиции вдохновила идея использования  ветряной мельницы древними египтянами мельницы для перемалывания зерна. Компания провела в Юте исследования опытного образца, чтобы доказать его  способность конкурировать с  традиционными турбинами. При этом ветряная турбина с вертикальной осью не только бесшумна, но и безопасна для окружающей экосистемы.

Ветролампа

Кореец Kyung Kuk Kim как-то поразмыслил о том, что Сеул – город необычайно ветренный. Особенно на набережной реки Ханган. Ну, и для чего, спрашивается, в таком случае расходовать средства на ночное освещение? Товарищ Ким совместил лампочку с интегрированным ветрогенератором – механизм вертится, светодиоды светятся, на сэкономленные воны детям приобретают засахаренных собачек.

Кстати, не знаю, как для Сеула, а для России это было бы очень востребованное решение. Ветра не меньше чем в  Корее, а вот света местами  не хватает. 
 

 
 
 
 
 
 
 

Геотермальная энергия - новые технологии

Купание в горячих  водах природного источника одно из древнейших удовольствий доступных  человеку. Такой экстремальный источник есть поблизости от города Бепл на Японском острове Кюсю. Он был открыт в 8 веке. В наши дни компания, преданная идее внедрения экологических видов энергии надеется использовать геотермальную энергию природного пара на своей новой электростанции в городе Термо штат Юта.

На долю геотермальной энергии приходится всего 1% производимого в США электричества. Так как достаточное для этого природное тепло генерируется в сейсмически активных районах, где находятся действующие или спящие вулканы. Однако, по словам Крейга Сигентсона, президента компании «Рейзерт Технолоджи» из города Фрово штат Юта, новые технологии несут перемены: - «Используя новые технологии и ресурсы, мы теперь сможем вырабатывать почти треть необходимой стране электроэнергии».

Традиционно на сооружение геотермальной электростанции требовалось от 5 до 8 лет, причем работать они могли только на самых горячих подземных водах. А сегодня, отмечает Крейг, благодаря новым технологиям его станция в Юте, мощностью 10 МВатт, может использовать гораздо более прохладную воду.

- «У нас появилась  возможность вырабатывать электричество  из воды, которая чуть теплее  вашей чашки кофе и это радикально  изменило всю динамику отрасли  использования геотермальной энергии».

По словам мистера  Сигентсона у новой технологии есть еще одно преимущество: - «Мы не извлекаем водные ресурсы из земли, мы поднимаем воду, пропускаем ее через нашу систему и полностью закачиваем обратно в землю». Создатели компании «Рейзерт Технолоджи» говорят, что данный процесс в перспективе позволит расширить применение геотермальной энергии и сделать ее экономически рентабельной. Вице-президент компании Бенджамин Баркер таким видит ближайшее будущее: - «Новые технологии в энергетике радикально расширяют возможность производства электроэнергии. Появляются новые регионы, где можно использовать геотермальную энергию, увеличивается ее доля в энергетическом балансе страны, мы больше не привязаны к 2-3 геотермальным районам, расположенным вдоль геологически-активного тихоокеанского плато».

Геотермальная электростанция компании «Рейзерт Технолоджи» в штате Юта имеющая 50 энергоблоков была построена за 1 год и уже обеспечивает электричеством около 15 тысяч домов в калифорнийском городе Анехайм. Геолог Тернет Уинезби курирует геотермальные программы на уровне правительства США, он считает, что будущее за геотермальными станциями, использующими блоки-генераторы.

- «Эта технология  перспективна сама по себе, потому, что позволяет расширять электростанцию  в процессе производства электроэнергии, пробурив коммерчески рентабельную  скважину можно установить 1 генерирующий  блок, который будет сразу же  производить электричество, это  даст вам средства на достройку  проекта».

Геотермальная энергия считается одним из самых надежных видов возобновляемой энергии. Тепло, выделяемое недрами земли, доступно днем, ночью и в любую погоду. США извлекают и используют больше геотермальной энергии, чем любая другая страна и в ближайшие 10 лет могут удвоить и даже утроить использование этого источника энергии. «Рейзерт Технолоджи» продолжает наращивать свои производственные мощности. Только в США компания строит еще 9 геотермальных электростанций. В планах американской компании строительство подобных объектов по всему миру.

Альтернативное  топливо и автомобили

Подавляющее большинство  автомобилей до сих пор - это автомобили с двигателями внутреннего сгорания, работающими на бензине или дизельном  топливе, получаемых из нефти. Однако резкое подорожание нефти в последнее  время в сочетании с озабоченностью ростом вредных выбросов, которые  производят автомобили, загрязняя атмосферу (особенно остро эта проблема стоит  в крупных городах) привела к  мысли правительства многих стран  и автомобильные компании искать замену традиционному топливу. В связи с этим в последнее время тема об альтернативных видах топлива стала очень модной и эти самые автомобили на альтернативном топливе появляются всё в больших и больших количествах. На самом деле их "альтернативность" не так уж и велика, т. к. в большинстве случаев получается тот же автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, работающих на тех же принципах, только топливо представляет собой не бензин, полученный из нефти, а скажем, этанол или что-то в этом роде.

Что же остаётся ещё? Оказывается, можно придумать  ещё немало вариантов. Вот, например, автомобиль, придуманный одним французским  изобретателем, который работает на воздухе:

 

Воздух этот, правда, заранее должен быть сжат и  охлаждён до -100°С, и, как ни странно, запаса сжатого воздуха хватает для езды в течение 4х часов со скоростью 50-60 км/час.

А в солнечной  Австралии уже который год  подряд проходят гонки на автомобилях  с солнечными батареями. Машины, подобные этой, соревнуются в гонке по пустыне  через всю Австралию, и иногда им удаётся развить скорость свыше 100 км/час. 

 

Нижнее фото - гиробус, который когда-то ездил  по улицам Бельгии. Идея подобных ему  машин в том, чтобы использовать запасённую кинетическую энергию заранее  раскрученного маховика. Хотя гиробусы в Бельгии и были выведены из эксплуатации, разработки в этом направлении продолжаются. Особым образом сконструированный  маховик сегодня позволяет запасать достаточно энергии, сохраняя её при  этом почти без потерь на месяцы и даже на годы!