Ветра линза представляет собой модификацию на ВЭУ , созданной профессором Ohya из Университета Кюсю в попытке быть более эффективным в производстве электроэнергии и менее инвазивные для человека и природы. В то время как ветровая линза все еще находится в стадии разработки, она претерпела несколько изменений в конструкции, которые повлияли на то, как можно использовать и использовать энергию ветра, и одновременно изменили ее влияние на мир вокруг нас. Ветровая линза работает как воздушный вентилятор - она окружает ветряную турбину и ускоряет воздух, защищая лопасти от повреждения посторонними предметами . Благодаря этому эффективность ветряной турбины может быть значительно увеличена за счет простой установки ветровой линзы.
Дизайн
Как и обычная ветряная турбина, ветровая линза использует энергию ветра, но имеет несколько модификаций для повышения эффективности, а также воздействия на окружающую среду.
Эффективность производства энергии
Исследования показали, что ветровая линза может иметь от двух до пяти раз большую [1] выходную мощность по сравнению с ветряной турбиной из-за того, что она использует больше ветра.
Турбулентность создается в результате новой конфигурации создает зону низкого давления позади турбины, в результате чего больше ветра , чтобы пройти через турбину, и это, в свою очередь, увеличивает вращение лопастей и выход энергии. Один из способов получить максимальную отдачу от ветра - это использовать вокруг лопастей трубку особой формы. Трубка или кожух имеет форму диффузора, который работает как увеличительное стекло для ветра. Диффузор, который меньше спереди и больше сзади, улавливает больше ветра и направляет ветер к центральным лопастям, что также приводит к более эффективному производству энергии.
Помимо диффузорной формы кожуха, на спине есть бортик. Этот край мешает ветровому потоку, который создает вихри, которые вызывают образование области низкого давления за ветровой линзой. Затем ветер попадает в зону низкого давления через лопасти ветровой линзы. Увеличенный поток воздуха через лопасти приводит к другой причине более высокой выработки энергии. [1]
Форма диффузора и края вместе создают более эффективный и точный воздушный поток. В результате вырабатывается большее количество энергии.
Воздействия
Жалобы на ветряную турбину включают ее влияние на популяцию птиц [2], производство звука [2] и радиолокационные помехи [3], которые ограничивают ее размещение в городских районах. Создатели ветровой линзы взглянули на проблемы и попытались решить их, скорректировав конструкцию.
Популяция птиц [2]
Ветряные турбины оказывают пагубное влияние на популяцию птиц из-за схем миграции и птиц, которых ловят и травмируют или даже убивают возвышающиеся высокоскоростные лопасти. Чтобы решить эту проблему, кожух ветрозащитной линзы, который находится вокруг лезвия, помогает защитить птиц от попадания на путь лезвия, а на каждом конце была добавлена сетка, чтобы птицы не втягивались в лезвия. Добавление этой сетки приводит к незначительному снижению выработки энергии, что дает больше преимуществ. В дополнение к сетке ветровая линза предназначена для того, чтобы избегать птиц, делая ее более компактной и короткой, что позволяет птицам легко летать над ветровой линзой, в отличие от ветряной турбины.
Звукорежиссер [2] [4]
Ветровые линзы сделаны так, что они производят меньше шума, чем ветряные турбины, что позволяет размещать их в городских районах, не беспокоя жителей. Конструкция лезвия такова, что угол и форма лезвия позволяют более бесшумно рассекать ветер.
Самая большая причина звука в обычной ветряной турбине - это сопротивление воздуха на концах лопастей, но теперь кончики лопастей закрыты, и чем больше ветер, тем больше направлен к центру лопастей из-за кожуха диффузора. Это означает, что сопротивление воздуха на концах лопастей сведено к минимуму.
Радиолокационные помехи [3]
Радиолокационные помехи - это постоянная проблема ветряных турбин, из-за чего различные группы населения выступают против использования ветряных электростанций вблизи городских территорий. После того, как были выполнены исследования для проверки радиолокационной интерференции ветровых линз по сравнению с ветряной турбиной, у ветровой линзы было значительно меньше помех из-за меньшей и компактной конструкции самого кожуха, а также формы и изготовления кожуха, что делало его менее прочным. проблема с радиолокационными помехами. [3]
Ограничения
Несмотря на полезные дополнения к дизайну, ограничения все же есть.
Для ветровой линзы требуется гораздо больше материалов по сравнению с современной конструкцией ветряных турбин. Использование таких материалов для кожуха, а также сетки требует больших затрат энергии и средств. [5]
По-прежнему производя меньше шума и помех, он все равно будет вызывать помехи, пока не станет равным нулю. [1] [3] [4]
Ветровая нагрузка на ветровую линзу выше и поэтому она может быть слишком тяжелой для удержания ветровой линзы из-за проблем конструкции. Это означает, что у него может быть много неиспользованной мощности или что ветровая линза более склонна к поломке. [6]
В этой идее нет ничего нового, и предыдущие испытания были неудачными, однако в других проектах никогда не проводилось крупномасштабное тестирование, и они достигли такой стадии успеха. [5]
Заявление
Ветровые линзы рассматриваются как способ увеличения производства чистой энергии, а также как архетип для других видов чистой энергии.
Ветровая линза может заменить текущую энергию производства ископаемого топлива, которое наносит вред окружающей среде, и может быть альтернативой менее эффективной ветровой турбине, поскольку она адаптируется к большему количеству окружающей среды и производит большее количество энергии.
Текущие проекты
Ветрозащитная линза в настоящее время регулируется и одобряется путем тестирования ее различными способами и в разных местах.
- После обширных исследований в Университете Кеттеринга, ветровые линзы проходят всесторонние испытания и были признаны положительными при использовании в Мичигане. [7]
- В Японии ветровые линзы внедряются в городских районах на берегу с высокими скоростями ветра [6]
- Ветровая линза проходит испытания на морской площадке, где она представляла собой плавучий многоцелевой корпус, который сочетал в себе солнечные панели, рыбные фермы и ветровую линзу, чтобы использовать ее для сбора энергии, рыбоводства и транспортировки ресурсов [1]
- Ветровая линза адаптирована для использования под водой в качестве водяной линзы, чтобы использовать энергию водных течений . [1]
- В кампусе университета Кюсю-Ито корректируют ветровую линзу, чтобы сделать ее более прочной и способной выдерживать нагрузку от увеличивающегося количества ветра [6]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ a b c d e Охя, Юджи; Карасудани, Такаши (31 марта 2010 г.). «Закрытая ветряная турбина, генерирующая высокую выходную мощность с использованием технологии ветро-линз» . Энергии . 3 (4): 634–649. DOI : 10.3390 / en3040634 .
- ^ а б в г Охя, Юджи (ноябрь 2014 г.). «Высокоэффективные ветряные и водяные турбины с технологией ветряных линз и морской плавучей возобновляемой энергетической фермой» (PDF) . РИАМ Кюсю . Университет Кюсю . Проверено 24 октября, 2016 .
- ^ а б в г Баллери, Алессио; Аль-Армагани, Алланн; Гриффитс, Хью; Тонг, Кеннет; Такаши, Мацуура (22 октября 2012 г.). «Радарный знак ветровой линзы: ветряная турбина с меньшим разрушением?» (PDF) . Крэнфилдский университет . Крэнфилдский университет . Проверено 24 октября, 2016 .
- ^ а б Такахаши, Шухей; Хата, Юя; Охя, Юджи; Карасудани, Такаши; Учида, Таканори (13 декабря 2012). «Поведение вихрей на концах лопастей ветряной турбины, оснащенной кожухом диффузора с полями» . Энергии . 5 (12): 5229–5242. DOI : 10.3390 / en5125229 .
- ^ а б Андерсон, Ричард (2015-03-05). «Ветряные турбины поднимаются в небо в поисках большей мощности» . BBC News . Проверено 6 ноября 2016 .
- ^ а б в "Домашняя страница секции ветроэнергетики Университета Кюсю RIAM - Будущее ветровой линзы" . www.riam.kyushu-u.ac.jp . Проверено 6 ноября 2016 .
- ^ «Исследователи из Университета Кеттеринга изучают возможности оптимизации ветряных турбин с помощью новой конструкции пропеллера» . Новости университета Кеттеринга . Проверено 6 ноября 2016 .
Внешние ссылки
- Ветровая линза утроила мощность турбины https://cleantechnica.com/2011/09/02/wind-lens-triples-turbine-output/
- Исследование ветроэнергетики Университет Кюсю http://www.riam.kyushu-u.ac.jp/windeng/en_aboutus_detail04.html
- Высокоэффективные ветряные и водяные турбины с технологией ветряных линз и оффшорными плавучими возобновляемыми источниками энергии https://www.riam.kyushu-u.ac.jp/windeng/img/aboutus_detail_image/Wind_Lens_20140601.pdf
- Является ли «линза ветра» прорывом в зеленой энергии? http://learn.eartheasy.com/2012/03/is-the-wind-lens-a-green-energy-breakthrough/
- Радиолокационная сигнатура Wind Lens: менее разрушительная ветряная турбина? https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/6494839
- Введение в концентраторы ветра http://wind-energy.ucoz.com/
- Японский прорыв сделает ветроэнергетику дешевле ядерной http://www.mnn.com/green-tech/research-innovations/blogs/japanese-breakthrough-will-make-wind-power-cheaper-than
- Ветровая турбина с кожухом, генерирующая высокую выходную мощность с помощью технологии ветро-линз http://www.mdpi.com/1996-1073/3/4/634/htm
- BBC https://www.bbc.com/news/business-31300982
- Ветряная турбина нового поколения http://windlens.com/wp-content/uploads/2012/05/windlens20120515EN.pdf
- Мероприятия в рамках проекта ветровой линзы Университета Кюсю - фаза 1 http://www.4coffshore.com/windfarms/project-dates-for-kyushu-university-wind-lens-project---phase-1-jp12.html
- Мероприятия по проекту создания ветровых линз Университета Кюсю - Фаза 2 http://www.4coffshore.com/windfarms/project-dates-for-kyushu-university-wind-lens-project---phase-2-jp08.html
- Исследователи из Университета Кеттеринга изучают возможности оптимизации ветряных турбин с помощью новой конструкции пропеллера https://news.kettering.edu/news/kettering-university-researchers-explore-optimizing-wind-turbines-new-propeller-design
- http://www.eco-tube.com/v/ENERGY/New_Wind_Power_cheaper_than_nuclear.aspx Видео о том, как работает концепция ветровой линзы