Ведущий дизайнер проекта Тодд Гриффин демонстрирует секцию 50-метровой лопасти
Национальные лаборатории США Sandia National Laboratories представили дизайн лопастей для гигантских прибрежных ветрогенераторов с горизонтальной осью вращения. Конструктивная особенность новых лопастей – беспрецедентная длина (до 200 м) и возможность автоматически складываться при сильном ветре для предотвращения разрушения ветряка.
Типичная длина лопасти современного ветрогенератора составляет до 20 до 60 метров. Распространённые в США ветряки имеют 80 м в высоту и максимальную мощность в 1,5 МВт. Максимальная из коммерчески доступных турбин выдаёт 8 МВт при помощи 80-метровых лопастей.
Перспективная разработка от Sandia National Laboratories направлена на создание ветрогенератора с расчётной мощностью в 50 МВт. В данный момент в лабораториях созданы лопасти длиной 50 м и проведены все расчёты для 100-метровых лопастей. Планируется, что новые гигантские ветряки будут размещаться на воде в прибрежных зонах.
«Привычные лопасти для ветряков дороги в производстве, установке и обслуживании. Их необходимо делать жёсткими, чтобы они не гнулись и не ударили по башне при сильных порывах ветра. Такие жёсткие лопасти получаются тяжёлыми, а их масса, напрямую влияющая на стоимость, становится труднопреодолимым препятствием при попытке нарастить мощность турбины»,- поясняет Тодд Гриффин, ведущий дизайнер проекта.
Складывающиеся лопасти
Изюминка проекта в том, что лопасти от Sandia National Laboratories будут составляться из сегментов, что облегчит их установку, при этом они будут располагаться с подветренной стороны башни, в отличие от обычных ветряков. Это позволит им автоматически складываться при сильном ветре наподобие ветвей пальм. Конструкция позволит уменьшить вес лопастей и сделать их устойчивыми к ураганам.
Турбина в Дании, у которой отказали тормоза, в результате чего она слишком быстро раскрутилась
Sandia National Laboratories являются подразделениями Lockheed Martin. Они ведут своё начало с Манхэттенского проекта — программы США по разработке ядерного оружия, осуществление которой началось 17 сентября 1943 года.
Комментарии (11)
KonsuL
01.02.2016 15:50-1«Типичная длина лопасти современного ветрогенератора составляет до 20 до 60 метров» — поправьте пожалуйста.
netstriker
01.02.2016 21:41На видео дело не в тормозах, а в пролетающей ветке, которая попала в лопасти турбины.
Bedal
01.02.2016 21:41+4Это нечто очень институтское… Механизм складывания — просто ещё один источник отказов.
Традиционно лопасти работали «привычно», в до-срывных режимах. Это означало раскрутку или избыточную нагрузку на ступицу при усилении ветра. Кроме того, при развитии срыва возникали всякие неприятные эффекты, связанные с жёсткостью лопасти и т.п.
Но на самом деле сейчас новые ветряки работают в режиме «активного срыва». То есть постоянно работают в срыве. Это снижает, безусловно, предельную отдачу турбины, но зато даёт естественное регулирование:
— при ослаблении ветра интенсивность срывных процессов падает, и отдача турбины падает не так сильно, как скорость ветра. Может даже вообще практически не падать в каком-то диапазоне.
— при усилении ветра интенсивность срывных процессов растёт, отдача турбины либо растёт медленно, либо даже падает (при нештатно сильном ветре). Зато нет роста нагрузок.
Соответственно, технические чудеса, описываемые в статье, просто не нужны.
При всём при том ветрогенерация — чистый ужас для энергетики. Не афишируемые расходы на устойчивость сетей очень велики (можно сказать, огромны). Всё это имеет смысл только при наличии избыточных денег. Такой цивилизованный метод распила бюджета.
От ветросолнечной генерации реальная польза подобна военной. Угробленные деньги, зато развиваются технологии, которые будут полезны где-то совсем в другом месте.
Jump
01.02.2016 21:41+2Ну ничего нового нет, для ветряков давно применяется уход от ветра изменением угла атаки с помощью центробежного механизма.
Разве что, на таких крупных ветряках с лопастью 80м скорость вращения небольшая, и центробежный механизм не поможет, но там опять же можно просто встроить привод для разворота лопасти. Это гораздо проще чем складывать лопасти.
darkfrei
02.02.2016 01:14А можно ставить плоскость винта ребром к набегающему потоку?
Artystarty
02.02.2016 11:21В авиационных лопастях воздушного винта применяется так называемое "флюгирование" — давно используемый механизм предотвращения авторотации.
Bedal
02.02.2016 18:05это, конечно, используется и в ветряках. Но при порывах ветра актуаторы не успевают отреагировать. Приходится ставить избыточно мощные, поворачивать лопасти на большие углы и т.д. и т.п.
Потому-то и переходят на active stall. Управлять углом установки лопастей всё равно надо, но в значительно, в разы, меньшем диапазоне. И последствия «не успел повернуть» гораздо менее тяжкие.
А так-то… лично проехав в 2014 6450км по Европе, видел много ветряков, очень много. И… от 10% до 20% — в отключке. Ломаются они. А починка в бюджетах не очень-то предусмотрена (ну-ка, почини лопасть длиной 76м!). И разбирать их тоже дорого. Так что просто бросают зафлюгированными. Когда-нибудь это превратится ещё в серьёзную проблему.
sumanai
05.02.2016 15:40+1Уже превратилось:
Германия сталкивается с проблемой утилизации устаревающих ветряков
Energizz
Подскажите пожалуйста русскоязычные ресурсы по ВЭС в России