Ветряки selsam закрутились без башни
Капитаны судов, подходящих к берегу, сперва заметят лес необычных узких «водорослей», потянувшихся внезапно к тучам. Эти крутящиеся «растения» под порывами ветра будут склоняться над самим кораблём, отвлекая внимание мореходов от того, что находится на берегу — матери всех ветряных мельниц.
Приблизительно так может смотреться картина приближения к морскому побережью, оборудованному ветровыми электростанциями необыкновенного типа. Но перед тем как поведать о 800-метровой «мельнице» и её младших братьях, живущих в море, нужно пояснить, как их изобретатель «дошёл до жизни таковой».
Знакомимся. Неутомимый приверженец ветровой энергетики, калифорниец Дуглас Селсам (Douglas Spriggs Selsam), и его компания Selsam Innovations (она же Superturbine) занимаются «пропеллерами на палочках» уже много лет.
Цель – самая добропорядочная: снизить энергии и стоимость ветряков, ими вырабатываемой. Пускай в различных государствах и начинается ветровая энергетика – хорошей она до тех пор пока ещё не соперник.
Дуглас Селсам (слева) и его ассистенты: Брент Шайбель (Brent Scheibel) и Эзра (Ezra). За их поясницами — рекордная турбина.
А в чём состоит её рекорд — просматривайте дальше (фото Selsam Innovations).
Действительно, бывают исключения. Вот сравнительно не так давно в Испании в один из успешных дней ветроустановки поставили в электрическая сеть более 40% от общей потреблённой страной мощности.
А в целом дороговато всё это выходит. Так что простор для фантазии имеется. И чего лишь мы в данной области не видели: и просто прекрасный генератор, и воздушный эскалатор, и парящую башню, а также ветровую плотину, летящую над Ладожским озером.
Селсам придумал собственный подход к решению проблемы. В большинстве случаев, дабы нарастить мощность ветряка, конструкторы увеличивают длину его лопастей – ометаемую ротором площадь. Дуг решил вместо этого наращивать число «пропеллеров», установленных на одной оси.
Законный вопрос: не будут ли они друг друга затенять, загораживать от воздушного потока? Мало. Но вспомните – существуют же соосные воздушные винты (у турбовинтовых самолётов либо у вертолётов).
Тот же принцип.
Так показалась первая ласточка Селсама – ветряк California SuperTwin. Генератор тут один, но его вал выходит из корпуса и вперёд, и назад. На некоем расстоянии от генератора установлены два ротора диаметром по 2,4 метра, строго «в затылок» друг другу.
California SuperTwin устроен несложно, но и этого его создателю показалось мало, и он решил ещё посильнее упростить конструкцию ветрогенератора (фотографии Selsam Innovations).
При скорости ветра в 14 метров в секунду SuperTwin выдаёт в сеть 2 киловатта, чем весьма радует Дуга, и клиентов его изделий. Селсам реализовывает собственных «близняшек» по $2 тысячи.
Дальше эта мысль вылилась в совокупность, прозванную Дугом мультиротором. Суть подобный: берём долгий-предлинный вал и нанизываем на него множество ветряков, на таком расстоянии, дабы они приятель друге не мешали. А дабы вал не очень прогибался, крепим его посередине.
В том месте и будет генератор.
Причём вал таковой установки может наклоняться на маленький угол к горизонту, благодаря чему все ветроустановки выясняются не совершенно верно приятель за втором (по отношению к потоку), а чуть со смещением. В таком положении удаётся снять громаднейшую мощность, так же, как и прежде обойдясь одним генератором и одной мачтой на всех.
Рисунок из патента Селсама. Возможно подобрать таковой оптимальный угол наклона вала, при котором отдача будет громаднейшей (иллюстрация Selsam Innovations).
Возможно заявить, что куда несложнее сделать один, но громадный пропеллер. Но погодите.
Дело в том, что большие ветроустановки вращаются достаточно медлительно, величественно. И дабы приводить генератор, их приходится оснащать комплектом шестерёнок, ускоряющих вращение вала. Потому, что вправду замечательный генератор с низкими оборотами выходит весьма тяжёлым, а генератор той же мощности, но рассчитанный на громадные обороты, выясняется намного легче и компактнее.
С мультиротором же темп вращения ветряка получается высоким, так что генератор сидит конкретно на валу, и никаких лишних передач не требует.
Эту концепцию Селсам удачно проверил в деле ещё в 2004-м. Благо его изучения и испытания нашли отклик в энергетической рабочей группе Калифорнии (California Energy Commission), которая и спонсировала умельца.
Он выстроил мультироторный генератор с семью винтами на неспециализированном валу, поднял его на высокую мачту и взял вот что. При диаметре турбины в 2,1 метра с неё удалось снять 5,3 киловатта (при скорости ветра 14,5 метра в секунду). Это, как утверждает изобретатель, рекорд.
7-роторный рекордный ветряк Селсама. Вал — углеволоконный композит, ступицы «пропеллеров» — алюминий, лопасти — полипропилен, усиленный углеволокном (фотографии Selsam Innovations).
Такую установку, талантливую «вырастать» до громадных размеров, Дуглас назвал «Супертурбиной» (Superturbine).
Он посчитал, что большой мультиротор сможет дать ток огромному строению, вместе с тем не занимая слишком много места.
Так показался «дизайнерский» проект Zero Net Energy Building.
Высота этого строения образовывает 610 метров. Венчает его «Супертурбина», разворачивающаяся и наклоняющаяся в различные стороны на шарнире.
Строение размещено на маленьком островке среди неестественного озера.
Zero Net Energy Building. светло синий прямоугольнички на окнах наводят на идея о солнечных батареях, но на данный счёт у Селсама ничего не сообщено (иллюстрация Michael Sanchez).
На этом инженер не остановился. Вместе с дизайнером Майклом Санчесом (Michael Sanchez) он придумал «полумильный» (в высоту) небоскрёб-город, подобно украшенный «Супертурбиной» (он и продемонстрирован на рисунке под заголовком).
Эта башня кроме этого стоит на острове среди озера, которое, если судить по рисунку, соединено каналом с близлежащим океаном (не забываем, изобретатель родом из Калифорнии).
Разумеется, по каналу должны проходить яхты. Но у него имеется и ещё одна функция. Авторы проекта считают, что огромная мощность ветряка башни-города разрешит последнему тратить часть энергии на опреснение воды.
Мультироторные ветроустановки с упругим, податливым валом (фотографии Selsam Innovations).
Американец выстроил несколько вариант собственного мультиротора и пришёл в следствии к таковой идее: вал необходимо сделать эластичным (но однако упругим), тогда он сам будет заметно гнуться под действием ветра, обдувающего лопасти винтов, снабжая более менее верное их положение.
Так возможно отказаться и от мачты (башни). Генератор расположить на земле, долгий эластичный вал «выпустить» вверх, а в том месте он сам нагнётся по ветру, подставив ему собственные бессчётные «колёса».
А это именуется «концентрированный» вариант ветровой мультитурбины. Посередине «копья» — генератор на 560 ватт. За роялем — создатель. Другими словами аппарат — в руках изобретателя. Справа: один из ветряков Дугласа питает 200-ваттный светильник.
В общем — создатель жжёт (фотографии Selsam Innovations).
Вот и значительное упрощение установки. Ни башни, ни стабилизаторов, разворачивающих ветряк по потоку, ни перегибающихся кабелей, ни подвижных контактов…
Красота.
Тут-то мы и переходим к самому броскому проекту Селсама, что совсем «снёс башню», в смысле – устранил необходимость в мачтах для ветряков.
Вот он, налюбуйтесь.
Иллюстрации Michael Sanchez.
Именуется это чудо Selsam Off-Shore Superturbine, то бишь «морские супертурбины Селсама».
Тут генераторы размещены в поплавков, заякоренных на дне. Причём предусматривается пара вариантов крепления, в зависимости от глубины и самого дна.
Корпуса генераторов смогут наклоняться в различные стороны, но не вращаться, за счёт особого сочленения, напоминающего кардан. Причём тут с электрическими кабелями ничего не происходит – они остаются практически неподвижными. Что опять-таки уменьшает число деталей и узлов, удешевляет совокупность и повышает её надёжность.
«Это будет похожим изгиб вашей поясницы. Вы имеете возможность согнуться вперёд, назад и в стороны, но нервы в вашем позвоночнике не будут скручиваться», — образно поясняет Дуглас.
Устройство морских турбин Селсама (иллюстрации Michael Sanchez).
Из генераторов вверх тянутся долгие валы с «мультиветряками», выполненные из углеволокна. Под действием ветра они сами склоняются в нужную сторону.
Россыпи таких аппаратов возможно легко установить рядом от берега – не пригодится ни особых судов, ни тяжёлых подъёмных кранов. И столь же легко их возможно демонтировать при необходимости и перевезти на новое место работы.
Генератор находится в верхней части поплавка, для облегчения доступа ремонтников (иллюстрации Michael Sanchez).
Преимуществ у таких совокупностей масса. В них минимум подвижных частей. Они не слишком-то страшны для судов, кроме того при столкновении. Их возможно устанавливать как на мелководье, так и на приличном расстоянии от берега.
Единственно, что может помешать фантазии обладателей, – сложность прокладки кабелей.
Но так как тянут же по дну океанов кабели аж с континента на континент? Эта техника отработана уж лет сто как.
Создатель ветряка пишет, что для пущей безопасности бакены возможно снабдить мягкими «бамперами». Но вот о сигнальных огнях — ни слова.
А ведь они очевидно пригодятся (иллюстрации Michael Sanchez).
Как водится, изобретатель верит, что именно его машина даст миру прорву даровой «зелёной» энергии.
Возможно. Это продемонстрирует лишь опыт.
А ещё Селсам очень подчёркивает, что его «водоросли» ветряков, поднимающиеся из воды, достаточно узкие и малозаметные. В отличие от совокупностей равной мощности, в которых использовались бы ветровые генераторы хорошего типа («мельницы»). Так что с позиций эстетики тут всё «ок».
По мере роста расстояния поля ветрогенераторов Селсама исчезают из вида и «растворяются» в пейзаже значительно стремительнее других совокупностей (иллюстрации Michael Sanchez).
Наконец, новатор сделал вывод, что для пущей эффективности число ветряков на одном валу нужно бы расширить, а сам вал – удлинить.
Разрешите, куда уж дальше – вал же пригнётся к самой воде?
«Как бы не так», — отвечает создатель проекта. И рисует нам дирижабль, что верхний край этого эластичного вала и будет поддерживать в небе.
Морская ветровая турбина от Selsam Innovations с позиций рыбы и креветки (иллюстрации Michael Sanchez).
Американец придумал особую совокупность подшипников, каковые разрешают эластичному валу с лопастями вольно вращаться, при том что и аэростат и, ясно, морское дно — останутся на месте.
Патенты, патенты, патенты, пара статей в изданиях, масштабные модели… Дуг деятельно продвигает собственное изобретение уже не первый год. Разумеется, продажа мелких ветряков не приносит ему остаточно дохода, дабы реализовать столь масштабный проект.
Предлагаем вам самим оценить: а необходимо его реализовывать? Ответ неочевиден.
