Инновационный ветряной генератор от Festo

Ветряные мельницы предлагают отличный способ использовать возобновляемые источники энергии, и человек использовал их в течение почти двух столетий, но кто сказал, что это единственный способ, которым можно поймать ветер?

Компания Festo, производитель систем автоматизации, предлагает новый тип технологии для работы с ветром, так называемый Dual Wing Generator, в котором лопасти несущего винта вместо традиционной, имеют форму, напоминающую крылья птиц.

Это в очередной раз ставит под сомнение, что традиционная форма лопасти винта является самой эффективной вершиной технологии улавливания ветра.

В конце концов, считают в компании, птицы машут крыльями, чтобы получить достаточно энергии для перемещения по воздуху, поэтому имеет смысл приглядеться к ним и перенять опыт.

В то время, как птица, работая крыльями, сама себя двигает, Dual Wing Generator остается на месте, собирая кинетическую энергию от потока воздуха ипользуя обратный принцип. Сила ветра создает подъемную силу, которая колышет «крылья» установки верх и вниз, а затем эти движения преобразуются во вращение.

При помощи электрического генератора механическая энергия преобразуется в электрический ток.

Четыре крыла расположены по обе стороны центральной колоны. Два верхних и два нижних крыла, которые по парно расположены на одной оси, приводимой в движение мотором. Оси в свою очередь закреплен на ползунках, перемещающихся по направляющим.

Когда ветер дует, ползунки движутся в противоположных направлениях: два верхних крыла движутся вверх, а два нижних, соответственно, вниз. Пара крыльев на одной стороне составляет функциональную единицу, аэродинамические характеристики которой, совместно с замысловатой механикой устройства, позволяют генерировать энергию оптимальным образом. Когда система оказывается в крайней точке, сервопривод разворачивает крылья, и они автоматически начинают движение навстречу друг другу.

Их активное вращение означает, что крылья всегда установлены таким образом, чтобы воздушные потоки были направлены на них под оптимальным углом. Это позволяет адаптивной системе достигать оптимального производства энергии с очень высоком уровнем эффективности.

Весь механизм, который используется для преобразования энергии ветра в электрическую энергию, интегрирован в центральную колону DualWingGenerator. Колонна также содержит систему сенсоров, которая помогает оптимизировать механическое движение и позволяет адаптироваться к условиям ветра для наиболее энергоэффективного функционирования.

Система определяет направление потока воздуха, и центральная колонна автоматически поворачивается и всегда направляет крылья, сделанные из углеродного волокна, под прямым углом к приближающемуся ветру.

Таким образом, поток воздуха действует на аэродинамический профиль крыльев, которые всегда установлены под соответствующим углом при помощи сервопривода. Это приводит к движению ползунков с установленными на них крыльями. Движения в разных направлениях синхронизированы при помощи зубчатого ремня, передающего усилие на два подшипниковых вала с односторонним вращением.

Далее два зубчатых шкива через второй зубчатый ремень передают вращение генератору, который вырабатывает электричество.

Таким образом энергия ветра сначала генерирует кинетическую энергию, которая потом преобразуется в электрическую.

Festo протестировала эффективность Dual Wing Generator вместе с обычными ветровыми турбинами аналогичного размера. Команда говорит, что система достигла «замечательных результатов по сравнению с малыми ветряными электростанциями», продемонстрировав гидромеханическую эффективность в 45% при скорости ветра в пределах от 4 до 8 метров в секунду, при максимальной теоретической (закон Беца) в 59.3.

Пока нет никакой информации о выходе продукта на рынок, однако компания Festo продолжает развивать технологию и говорит о возможном применении DualWingGenerator в качестве небольших ветряных электрогенераторов на крышах зданий или для производство сжатого воздуха или воды.