ПРЕЗЕНТАЦИЯ НОВОЙ ВЕТРОВОЙ ТУРБИНЫ

Постиндустриальное общество сделало ставку на возобновляемые источники энергии, в том числе на ветроэнергетику. Преобладают ветрогенераторы пропеллерного типа, с горизонтальной осью вращения. Такие генераторы требуют мощных опорных башен с дорогостоящими фундаментами, что увеличивает сроки окупаемости. К тому же, такие агрегаты являются мощными низкочастотными источниками шума. Эти обстоятельства ограничивают круг покупателей и заставляет искать альтернативу традиционным ветряным электрогенераторам.

Вновь созданная ветровая турбина относится к вертикально-осевым ветряным турбинам (международная аббревиатура VAWT) карусельного типа. Вертикально-осевые ветряные турбины стали современным трендом. Они бесшумны и не требуют больших капитальных затрат, проще и дешевле в обслуживании, нежели горизонтально-осевые турбины. Перспективность вертикально – осевых ветротурбин подтверждается даже тем, что на состоявшейся в Канаде в июне 2008 года 8-й Всемирной конференции по ветроэнергетике в секции «Конструкция ветроустановок» все доклады (из США, Канады, Саудовской Аравии и др.) были посвящены именно таким ветрогенераторам.

В то время как роторы с горизонтальной осью переводятся в защитный режим авторотации при некоей предельной скорости ветра, превышение которой чревато разрушением конструкции. В таком режиме пропеллер отсоединён от мультипликатора и генератора, электроэнергия не вырабатывается. А роторы с вертикальной осью испытывают значительно меньшие механические напряжения при равной скорости ветра, нежели роторы с горизонтальной осью. К тому же последние требуют дорогостоящих систем ориентации по направлению ветра.

Общей теории вертикально-осевых турбин нет до сих пор. Недостатком этих систем принято считать коэффициент использования энергии ветра (КИЭВ), составляющий примерно треть от энергии ветра в своре ротора. Это относят к якобы наиболее совершенным из них - турбинам Дарье, предложенным ещё в 1926-м году.  За минувший век появились атомные авианосцы, орбитальные беспилотные летательные аппараты и умные часы. Но что мешает превзойти турбины покойного месье Дарье?  Не те ли причины, по которым маститые учёные отказывали в праве на существование летательным «аппаратам тяжелее воздуха» в ХIХ веке? Думается, именно они.

Что касается технической эффективности. Наш прототип при высоте лопастей 800мм и поперечном габарите 800 мм при скорости ветра 11 м/с развил механическую мощность 225 Вт (при 75 оборотах в минуту). При этом он отстоял от поверхности земли на высоте менее метра. По данным ресурса http://www.rktp-trade.ru сопоставимую мощность (300 Вт) развивает пятилопастной вертикальный ветряк, установленный  на шестиметровой мачте, причём он имеет пять  1200 – мм лопастей, установленных  на габаритном диаметре 2 000 мм. То есть, если принять ометаемые ветром площади сравниваемых ветряков равными, то получится, что прототип энергоэффективнее известного ветряка в 2,5…3 раза, с учётом того, что у земли ветер слабее из-за близости к граничной поверхности и имеет выраженный турбулентный характер. Из этого, зная, что описанный аналог имеет коэффициент использования энергии  ветра (КИЭВ) равный 0,2, можно оценить КИЭВ прототипа как 0,48, что намного выше, чем у VAWT типа «Савониус» и «Дарье» и соответствует лучшим мировым образцам горизонтально – осевых ветрогенераторов. При этом материалоёмкость и себестоимость у прототипа несопоставимо ниже, чем у пропеллерных мачтовых ветряков, имеющих механизмы ориентации на ветер и высоко расположенный энергомодуль с дорогим повышающим редуктором планетарного типа.