Вертикальные ветряные турбины из Швейцарии станут эффективнее

Вертикальные ветряные турбины существуют уже довольно давно, но до последнего времени они сталкивались с рядом нерешаемых инженерно-технических проблем. Alain Herzog/EPFL

Вертикально-осевые ветряные турбины смогут в будущем производить больше электроэнергии, залогом чего стал ряд усовершенствований, придуманных швейцарскими инженерами.

Такие турбины работают тише, требуют меньше места и менее опасны для птиц, поэтому они в долгосрочной перспективе вполне могут конкурировать с традиционными моделями «ветряков». Об этом на днях объявил Швейцарский национальный научный фонд венчурный фонд (SNSF), финансирующий передовые инновации.

Вертикальные ветряные турбины существуют уже довольно давно, но до последнего времени они сталкивались с рядом нерешаемых инженерно-технических проблем. В частности, поскольку ось вращения турбины перпендикулярна ветру, то угол между ветром и лопастями ротора турбины постоянно меняется. И как только ветер достигает определенной скорости, в турбинах возникает явление, известное под названием «динамический срыв потока с крыла ротора» и приводящее к образованию воздушных вихрей и турбулентности.

В научной статье, опубликованной в журнале Nature Communications, группой ученых из швейцарской Высшей технической школы в Лозанне (EPFL) под руководством Карен Мюлленерс (Karen Mulleners) было предложено решение этой проблемы. Речь идет об устройстве, которое позволяет роторам менять угол своего наклона. «Кораблю нужна команда, которая ставит паруса так, что оставаться на курсе», — пояснил один из членов группы ученых Себастьен Ле Фуэст (Sébastien Le Fouest).

«Оснастив лопасти ротора ветряных турбин маленькими моторчиками, мы фактически предоставляем им услуги капитана, позволяющие адаптироваться к меняющимся погодным условиям». С демонстрационными целями инженеры собрали миниатюрную турбину с одной лопастью ротора. Оснастив ее датчиками измерения энергии, генерируемой в потоковом канале турбины, они смогли определить, в какой момент времени и насколько сильно должны адаптироваться лопасти ротора к изменению угла потока ветра.

Понравился материал? Хотите получать в большем объёме и чаще нашу самую свежую информацию в полном соответствии с вашими предпочтениями? Тогда здесь вы можете выбрать себе рассылку по душе.

В итоге коэффициент полезного действия этого образца, испытанного пока правда в лабораторных условиях, увеличился в три раза. «Наши данные показывают, что с такими турбинами нам вполне по силам превзойти сроки службы и показатели эффективности традиционных ветряных турбин», — говорит Себастьен Ле Фуэст. Теперь ученым предстоит испытать эту технологию в рамках дальнейших научно-исследовательских проектов. По словам представителей SNSF, уже нашлась швейцарская компания, которая готова изготовить для тестовых целей промышленный прототип новой турбины.