Ветроэлектростанции

В настоящее время существует множество конструкций ветрогенераторов. Все это множество можно условно разделить на два типа. Первый тип использует силу напора потока (ветряк с вертикальной осью вращения), второй тип использует подъемную силу ветра (ветряк с горизонтальной осью вращения). В большинстве случаев ветряк с вертикальной осью вращения использует силу напора потока (парус) а ветряк с горизонтальной осью вращения использует подъемную силу ветра (винт). Но существуют и исключения например ротор Дарье. Ось вращения у него вертикальная но он использует подъемную силу ветра как горизонталка.

В области решений различных технических проблем есть способы “фазовые”, т.е. способы использующие методы поворота или превращений, дающие в результате положительный эффект и способы сложения или умножения различных эффектов. Используя выше сказанное, в случае колеса Савониуса, поворот полуцилиндра лопасти на 90° в горизонтальное положение относительно оси полуцилиндра (лопасти) дает резкое увеличение, почти в 1,5 раза, угла действия ветра, фиг.10! Испытания двух вариантов лопастей Савониуса вертикального и горизонтального, одинаковых по площади, дали прибавку по мощности ветряка почти на 50% для горизонтального расположения лопастей!

Энергию и силу ветра человечество осознало с момента своего существования. И даже когда-то наделяли его разумом. Сначала люди делали попытки договориться с ним, а по истечении времен, попытались приручить ветер для своей пользы. В раскопках древних египетских поселений, относящихся ко 2 веку до РХ, были найдены остатки простейших ветряных мельниц с ветроколесами в виде двух взаимно-перпендикулярных плоскостей и прикрепленными к ним с помощью оси каменными жерновами для помола зерна. В это же время появились паруса у гребных галер, помогавшие с попутным ветром двигаться быстрее, чем с помощью весел.

Самый большой недостаток ветроагрегатов с горизонтальной осью вращения это тот, что при смене направления ветра, ось ветряка в силу большого гироскопического момента, испытывает большие динамические нагрузки. Происходит стопорение вращения, после чего колесу необходимо время на разгон и работа агрегата становится практически импульсной. Регулирование мощности при смене скорости ветра как правило осуществляют путем регулирования углом заклинивания лопастей (шагом). Однако, есть лучший способ, который заключается в изменении диаметра ветроколеса. Но такой способ связан с технологическими трудностями изготовления телескопических лопастей и привода изменения диаметра колеса! И как бы это ни было трудно, выгоды такого способа регулирования мощности ветроколеса неоспоримы! Это прямо вытекает из формулы мощности ветряка. Так что пути совершенствования таких ветряков еще остались.

Ноу-хау разработки, а именно данное изобретение автора относится к конструкции винтов, которые могут быть использованы как в ветроагрегатах, так и в авиационной технике, в частности для горизонтального перемещения вертолетов.

Основным недостатком ветродвигателей вертикального вращения (ветроколес) является небольшая площадь используемого воздушного потока, которая равна площади рабочей поверхности лопасти ветроколеса. Именно поэтому данные ветродвигатели являются маломощными и неинтересными для потенциальных потребителей. Еще одним серьезным недостатком ветродвигателя вертикального вращения является незащищенность от атмосферных осадков. Дождь, мокрый снег, обледенение и, как следствие, остановка двигателя. Серьезная проблема для потребителей. Третьим недостатком ветродвигателей является необходимость выделения земельных участков для их установки. В рыночных условиях это немаловажно.

Эти ветроагрегаты в 19 веке, кажется, придумал шведский инженер Савониус. (подобие их было найдено в египетских раскопках, относящихся ко 2 веку до РХ) Ветроколесо Савониуса представляет собой от двух и более полуцилиндров, закрепленных вокруг оси вращения...

Если рассмотреть по горизонтальным сечениям этот ветряк, то, несмотря на миниатюрность быстроходной турбины, этот агрегат равнозначен колесу Савониуса по площади входной полости вихревого ветрозаборника! Значит, и энергетическая эффективность такого агрегата будет определяться только этим сечением, т. е. Эффективная площадь использования энергии ветра, независимо от его направления будет составлять:

S = HD×0,25p, м²;

Ветроэлектроэнергетика давно занимает умы множества изобретателей. Не вижу смысла критиковать и анализировать все существующие конструкции. Отмечу только, что большинство авторов этих так называемых «новых» или «нового поколения» ветроэлектростанций (далее – ВЭС) тратят большую часть своих сил не критику традиционной тепловой или гидро-энергетики и её постыдно большом «вкладе» в разрушение экосистем Земли. При этом они требуют миллионы долларов под свои проекты от инвесторов, чем изрядно их пугают: куда столько денег?