13.03.2020

Американцы разработали эффективные «биплановые» лопасти для ветрогенераторов

Американские инженеры разработали «биплановые» - разделенные внутри надвое - лопасти для ветрогенераторов. Инновационное решение предложили в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе (UCLA).

uaEnergy

72

0

Американцы разработали эффективные «биплановые» лопасти для ветрогенераторов

Новая лопасть, которая разделена надвое рядом с ротором, и сливается в одну на конце, делает ветротурбину легче и позволяет более эффективно собирать энергию. Они примерно на 45% легче, чем обычные моноплановые лопасти такой же длины, сделанные из таких же материалов. Исследование эффективности конструкции было опубликовано в журнале Renewable Energy.

Идея биплановых конструкций лопастей ветровой турбины принадлежит профессору механического и аэрокосмического машиностроения школы инженерии Генри Сэмуэль в UCLA Ричарду Верке, который разрабатывал ее с 2008 года. Новая конструкция была запатентована США в 2017 году.

"Это может изменить наш подход к проектированию больших ветровых турбин и еще больше повысить привлекательность ветроэнергетики, которая позволяет отказаться от ископаемого топлива", - сказал он.

Вместе с двумя бывшими аспирантами UCLA, Филиппом Чиу и Перри Рот-Джонсоном, Ричард Вирц создал компьютерную модель конструкции, которая продемонстрировала ее аэродинамические преимущества по сравнению с обычными лопастями. Они также построили 3-футовую секцию новой лопасти и проверили ее в аэродинамической трубе, чтобы подтвердить результаты моделирования.

Кроме того, исследования показали, что конструкция может захватывать чуть больше ветра, чем вариант с моноплановыми лопастями такой же длины. Лопасти современных ветряных турбин настолько огромны - часто более 100 метров в длину и весом более 60 тонн, - потому что для того, чтобы быть эффективными, они должны собирать как можно больше энергии ветра.

«Основная идея биплановой формы заключается в том, чтобы уменьшить массу лопастей и, следовательно, нагрузку на всю конструкцию турбины, - сказал Вирц. - Концептуально это похоже на двутавровый профиль балки для стальных каркасов больших зданий: это идеальная форма, которая выдерживает тяжелые нагрузки".

Для изготовления более легких лопастей нужно было бы меньше материалов, что могло бы снизить стоимость производства ветряных турбин. Это также может позволить производителям строить более высокие ветровые турбины, эффективность тем больше, чем выше они подняты над уровнем земли.

По словам Вирца, такие усовершенствования, как новая конструкция лопасти, могут сделать ветроэнергетику дешевле и увеличить ее долю в общем объеме возобновляемых источников энергии во всем мире.

«Следующим шагом будет изготовление прототипа лопасти и демонстрация того, что можно сделать, заменив лопасти на существующей турбине», - сказал Ричард Вирц.

Комментарии 0

Написать комментарий