Украинский ученый, Станислав Гусак, оформляет патент на конструкцию модернизированного ветрогенератора с вертикальной осью вращения (VAWTm), производительность которого в 8-10 раз выше, по сравнению с обычными вертикальными ветрогенераторами.

 

 

По словам изобретателя, эффективность современных ВЭУ вплотную подошла к максимально возможному значению. Дальнейшее ожидание существенного повышения эффективности преобразования энергии ветра - не перспективно. Все затраты на разработку новых конструкций, их деталей и узлов  позволит увеличить объем выработанной электрической энергии не более, чем на несколько процентов.

 

Т.е., тот момент, когда за малые деньги получали большую эффективность, уже пройден. Теперь, повышение эффективности  на каждый процент потребует огромных финансовых и временных затрат.

 

Сегодня  экономически нецелесообразно заниматься вопросами, связанными с повышением эффективности преобразования энергии воздушного потока, модернизируя конструкцию ВЭУ. 

 

Для поиска вариантов повышения эффективности работы технической системы «ветроустановка – воздушный поток» следует  обратиться ко второму ее составляющему – воздушному потоку.

 

Из аэродинамики известно, что кинетическая энергия воздушного потока пропорциональна кубу его скорости. Соответственно, и объем выработанной ВЭУ электрической энергии имеет кубическую зависимость от скорости воздушного потока (ветра).

 

К примеру, при увеличении скорости ветра в два раза, его кинетическая энергия вырастает в восемь раз. Во столько же раз вырастет и выработка электрической энергии.

 

Управление скоростью (соответственно, кинетической  энергией) воздушного протока является более эффективным инструментом, чем совершенствовать конструкцию ветроустановки, т.к. путем увеличения скорости воздушного потока можно увеличить объем выработанной электрической энергии ВЭУ в разы, а совершенствование конструкции ветроустановки – максимум на 5 - 10 %.

 

Из аэродинамики известно несколько эффектов, приводящих к увеличению скорости воздушного потока. Самое сложное, это найти возможность реализовать конкретный  эффект в рабочей конструкции ветроустановки. 

 

Один из таких эффектов - увеличение скорости воздушного потока при обтекании цилиндра.

 

 

Для использования эффекта разгона воздушного потока при обтекании цилиндра, по оси вращения ротора генератора ВЭУ установлен центральный цилиндр (1).

 

Для усиления эффекта разгона воздушного потока, в конструкции VAWTm использован второй цилиндр (точнее,  полуцилиндр(3)). При этом полуцилиндр дополнительно имеет флюгерную поверхность (5), благодаря которой настраивается «на ветер».

 

 

Принцип разгона воздушного потока в ветроустановке VAWTm выглядит так:

 

Воздушный поток, обтекая полуцилиндр (3), увеличивает свою скорость и направляется на внешнюю поверхность цилиндра (1), расположенного соосно с осью (4) вращения VAWTm. Обтекая цилиндр (1), воздушный поток дополнительно разгоняется и его максимальная скорость (кинетическая энергия) фокусируется на области (7) (см. рис. ниже)  прохождения лопастей (2) ротора ветрогенератора, которые вращаются  вокруг внешней поверхности цилиндра (1).

 

Дополнительные преимущества конструкции VAWTm:

 

Полуцилиндр (3) вместе с флюгерной поверхностью (5) и центральный цилиндр (1) установлены с зазором, образуя между собой цилиндрический эжекционный канал (6), в котором движутся лопасти (2) ротора ветрогенератора. Наличие этого канала позволяет:

 

1. Предотвратить потери энергии воздушного потока, за счет отсутствия взаимодействия  с ним лопастей ротора на противоходе;

 

2. Организации в эжекционном канале  однонаправленного движения лопастей и внутреннего объема воздуха, за счет эжекции последнего разгоняющимся воздушным потоком после обтекания полуцилиндра. Это так-же снижает потери энергии воздушного потока.

 

 

Сейчас изобретатель ищет партнера для реализации проекта.

 

Напомним, мы уже писали еще об одном изобретении Станислава Гусака - ветроустановки в форме башни.
http://ecotown.com.ua/news/Ukraynskyy-ynzhener-predlozhyl-sposob-10-kratnoho-povyshenyya-proyzvodytelnosty-vetroheneratorov/