Вятърните турбини с вертикална ос са доста компактни, но обикновено имат относително ниска ефективност. Екип от учени от Индия, Италия и Сингапур са измислили нов дизайн, който би трябвало да е идеален за работа на покрива на градска сграда, и те са публикували изследването си в списанието Nature.

Екипът е създал турбина с вертикална ос и два комплекта перки, въртящи се едновременно в различни посоки. Според учените този дизайн осигурява по-висока мощност от отделните турбини поради синергично взаимодействие, което ги прави идеални за използване на покриви в градовете. Между другото, по-рано стартиращата компания Cell Technologies предложи турбина Blade X1, която може да се инсталира и на сгради.

Модел на вятърна турбина с два чифта лопатки / Снимка: Nature

Резултатите от проучването за оптимизация показват 14% увеличение на мощността в сравнение с традиционните вертикални вятърни турбини. Лопатките на новата турбина се състоят от профил NACA 0018 с дължина на хордата съответно 0,12 m и дължина на лопатката 2 m. Основното предимство пред конвенционалната вертикална турбина е, че системата не изисква допълнителни механизми за противодействие на въртящия момент.

Учените са използвали устройство за улавяне на вятъра, базирано на вятърна турбина, и го издигнали във въздуха със специален балон. Компютърният анализ на потока показва, че този подход увеличава изходната мощност с 32% и увеличава моментния въртящ момент с 40% по време на динамично спиране. Устройството подобрява пренасочването на потока към равнината на ротора, постигайки увеличение на мощността от 58% при ъгъл на наклон от 10°. Чрез потискане на турбуленцията на върха на острието, той може също да намали шума, което е особено полезно в градовете.

Преносимата система е подходяща за покриви с ограничено пространство, изискващи по-малко турбини за задоволяване на енергийните нужди, като същевременно намалява шума и подобрява естетиката. Характеристиките на дизайна също позволяват вятърната турбина да се комбинира с други технологии за възобновяема енергия, като слънчеви модули, за по-стабилно производство на електроенергия.

Улавяне на вятър с ветрогенератор и балон / Снимка: Nature

Човечеството активно разработва възобновяеми енергийни източници, но генерирането на вятър е трудно да се използва в градовете поради заплахата от шум, гъстотата на застрояване и ограничените въздушни потоци. Ето защо инженерите все повече изследват дизайни на малки турбини, както с хоризонтална, така и с вертикална ос.

Доказано е, че вертикалните вятърни турбини са по-жизнеспособен вариант за градовете поради способността им да улавят вятър от всяка посока и способността им да работят по време на турбулентни пориви. В допълнение, те са малко по-лесни за поддръжка и производство.

Вертикалните турбини с прави лопатки бяха най-добрият избор поради тяхната простота на дизайн и цялостна ефективност и ефективност в сравнение с други видове, но сложната динамика на потока намали тяхната производителност в сравнение с хоризонталните вятърни турбини. Основните причини за това се считат за динамично спиране и вихровото взаимодействие на перката с вятъра. Последните изследвания са насочени към повишаване на общата ефективност на турбината чрез потискане или смекчаване на тези загуби.

Превод: GlasNews.bg