Ефективни вятърни турбини - ако са добре подредени

Количеството произведено от вятъра електричество може да бъде увеличено поне десетократно благодарение на правилната подредба на турбините в централата.

До този извод достигнаха учени от Калифорнийския технологичен институт (Caltech) в резултат на проведено от тях уникално полево изследване на експериментална вятърна централа с размери два акъра, разположена на север от Лос Анджелис, съобщава physorg.com.

Тестовете са проведени от професора по аеронавтика и биоинженерство Джон Дариби и неговите колеги през лятото на 2010 г. Експерименталната площадка, известна като Полева лаборатория за оптимизирана вятърна енергия (FLOWE), съдържа 24 вятърни турбини с вертикална ос (VAWT) с височина десет метра и диаметър 1,2 метра.

Въпреки подобренията в дизайна на ветрогенераторите в последните години, този източник на възобновяема енергия остава доста неефективен, обяснява Дариби. Модерните вятърни централи използват турбини с хоризонтални оси (HAWT). Тяхната конструкция изисква поставянето им да бъде далеч една от друга, така че гигантските им перки да не се докосват и да не се образуват въздушни завихряния, които намаляват ефективността им.

Тази технология хаби ценни ресурси като земята, на която са построени турбините, инвестиции за построяването на често гигантските конструкции, както и самия вятър, който не се използва ефективно, смята Дариби.
Освен това HAWT турбините вредят на биоразнообразието в региона (избивайки птици и прилепи), шумни са и често биват определяни като загрозяващи пейзажа, допълва той.

Според учения решението е вместо върху отделните турбини, инженерите да се фокусират върху целия комплекс на вятърните централи и по този начин да максимизират ефективността им за улавяне на енергията от вятъра на по-малки височини.

"Въпреки че ветровете духат доста по-слабо на около 10 метра от земята, отколкото на 100 метра, глобална мощност на вятъра на това ниво е многократно по-голяма от световните нужди от електричество" обяснява Дариби.
Това означава, че достатъчно енергия може да бъде получена и посредством направата по-малки и евтини турбини, които са подредени по правилния начин.

Екипът открил, че ако всяка от вертикалните турбини се върти в противоположна посока на най-близките до нея, това увеличава ефективността и ще им позволи да се въртят по-бързо. Идеята дошла от       заниманията на Дариби в областта на динамиката на флуидите и интерференция, която се получава при движенията на рибни пасажи. Тя позволява на рибите да плуват по-лесно в група, отколкото когато са сами.

Полевите тестове на вертикалните турбини в различни конфигурации показали, че те могат да се поставят до пет пъти по-близо една до друга в сравнение със стандарните турбини, без това да пречи на работата им. Така шест VAWT турбини биха генерирали средно между 21 и 47 вата на квадратен метър, за разлика от HAWT моделите, за които числото е едва от 2 до 3 вата. Така може да се достигне до реално увеличение на ефективността на вятърните централи от близо десет пъти.

"Ние сме на правилния път, но това не означава, че мисията е изпълнена", казва Дариби. Следващата стъпка на учените ще бъде да увеличат ефективно мащаба на полевите демонстрации и да подобрят дизайна на турбините, използвани в пилотните изследвания. Така един ден ще бъдат създадени алтернативи системи, способни да променят сегашното статукво.