Ветровая линза

Ветряная линза — это модификация ветряной турбины, созданная профессором Охья из Университета Кюсю как попытка повысить эффективность производства электроэнергии и менее агрессивно относиться как к людям, так и к природе. Несмотря на то, что ветровая линза все еще находится в разработке, в конструкцию ветровой линзы внесены некоторые изменения, которые привели к изменению того, как можно использовать и использовать энергию ветра, а также к изменению того, как она влияет на мир вокруг нас. Ветряная линза работает как канальный вентилятор на самолете — она окружает ветряную турбину и ускоряет воздух, защищая лопасти от повреждения посторонними предметами . Благодаря этому эффективность ветряной турбины может быть значительно увеличена за счет простой установки ветровой линзы.

Дизайн

Как и обычная ветряная турбина, ветровая линза использует энергию ветра , но имеет несколько модификаций для повышения эффективности, а также воздействия на окружающую среду.

Эффективность производства электроэнергии

Исследования показали, что ветровая линза может иметь от двух до пяти раз больше ^{[ 1 ]} выходная мощность по сравнению с ветряной турбиной из-за того, что она использует больше ветра.

Турбулентность , созданная в результате новой конфигурации, создает зону низкого давления позади турбины, заставляя больший поток ветра проходить через турбину, а это, в свою очередь, увеличивает вращение лопастей и выход энергии. Один из способов получить максимальную отдачу от ветра — использовать трубку специальной формы вокруг лопастей. Трубка или кожух имеет форму диффузора , который работает как увеличительное стекло для ветра. Диффузор, который меньше спереди и больше сзади, улавливает больше ветра и фокусирует его к центральным лопастям, что также приводит к более эффективному производству энергии.

Помимо диффузорной формы савана, на спине имеются поля. Этот край нарушает поток ветра, создавая вихри, вызывающие образование области низкого давления за ветровой линзой. Затем ветер течет в область низкого давления через лопасти ветровой линзы. Увеличенный поток воздуха через лопасти приводит к еще одной причине более высокой выработки мощности. ^{[ 1 ]}

Форма диффузора и края в сочетании создают более эффективно расположенный и точный воздушный поток. В результате вырабатывается большее количество энергии.

Воздействие

Жалобы на ветряную турбину включают воздействие на популяцию птиц, ^{[ 2 ]} звуковое производство, ^{[ 2 ]} и радиолокационные помехи ^{[ 3 ]} что ограничивает все его размещение в городских районах. Создатели ветровой линзы внимательно рассмотрели проблемы и попытались их решить, скорректировав конструкцию.

Популяция птиц ^{[ 2 ]}

Ветровые турбины оказывают пагубное воздействие на популяцию птиц из-за особенностей миграции , а также из-за того, что птицы ловятся, получают травмы или даже погибают от высоких высокоскоростных лопастей. Чтобы решить эту проблему, кожух ветрозащитной линзы вокруг лопасти помогает защитить птиц от попадания на путь лопасти, а на обоих концах была добавлена сетка, предотвращающая затягивание птиц в лопасти. Добавление этой сетки приводит к незначительному снижению выработки электроэнергии, что дает больше преимуществ. В дополнение к сетке, ветровая линза предназначена для предотвращения попадания птиц, делая ее более компактной и короткой, что позволяет птицам легко летать над ветровой линзой в отличие от ветряной турбины.

Звуковое производство ^{[ 2 ]}^{[ 4 ]}

Ветровые линзы были сделаны таким образом, что они производят меньше шума, чем ветряные турбины, что позволяет размещать их в городских районах, не беспокоя жителей. Конструкция лопасти сделана таким образом, чтобы угол и форма лопасти могли бесшумно рассечь ветер.

Самой большой причиной шума в обычной ветряной турбине является сопротивление воздуха на кончиках лопастей, но теперь кончики лопастей закрыты, и чем больше ветер фокусируется к центру лопастей из-за кожуха диффузора. это означает, что сопротивление воздуха на кончиках лопастей сведено к минимуму.

Радиолокационные помехи ^{[ 3 ]}

Помехи от радаров постоянно являются проблемой ветряных турбин, из-за чего различные группы выступают против использования ветряных электростанций вблизи городских районов. После того, как были проведены исследования по проверке радиолокационных помех ветровых линз по сравнению с ветряной турбиной, ветровая линза имела значительно меньше помех из-за меньшего размера и более компактной конструкции самого кожуха, а также формы и изготовления кожуха, делающих его менее помехоустойчивым. проблема с радиолокационными помехами. ^{[ 3 ]}

Ограничения

Несмотря на полезные дополнения к конструкции, ограничения все же имеются.

Для ветровой линзы требуется гораздо больше материалов по сравнению с нынешней конструкцией ветряных турбин. Использование таких материалов для кожуха, как и сетки, требует большого количества энергии и затрат. ^{[ 5 ]}

Несмотря на то, что он по-прежнему производит меньше шума и помех, он все равно будет вызывать помехи, пока не станет равным нулю. ^{[ 1 ]}^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

Ветровая нагрузка на ветровую линзу выше и, следовательно, может оказаться слишком тяжелой для выдерживания ветровой линзы из-за структурных проблем. Это означает, что у него может быть много неиспользованной мощности или что ветровая линза более склонна к поломке. ^{[ 6 ]}

Идея не является чем-то новым, и предыдущие тесты не увенчались успехом, однако другие проекты никогда не проходили широкомасштабное тестирование и дошли до такой стадии с таким большим успехом. ^{[ 5 ]}

Приложение

Ветряная линза рассматривается как способ увеличения производства чистой энергии , а также как образец других видов чистой энергии.

Ветряная линза может заменить нынешнюю энергию производства ископаемого топлива , которая наносит вред окружающей среде, и может стать альтернативой менее эффективной ветряной турбине, поскольку она адаптируется к большему количеству сред и производит большее количество энергии.

Текущие проекты

Ветровая линза в настоящее время настраивается и утверждается путем ее тестирования различными способами и в разных местах.

После тщательного исследования в Университете Кеттеринга ветровая линза проходит всесторонние испытания и получила положительный результат при использовании в Мичигане. ^{[ 7 ]}
В Японии ветровая линза устанавливается в городских районах на берегу, где скорость ветра высока. ^{[ 6 ]}
Ветряная линза проходит испытания на морской площадке, где она представляла собой плавучий многоцелевой корпус, сочетающий в себе солнечные батареи, рыбные фермы и ветровую линзу для использования ее для сбора энергии, рыбоводства и транспортировки ресурсов. ^{[ 1 ]}
Ветровая линза адаптируется для использования под водой в качестве водяной линзы для сбора энергии, получаемой от водных потоков . ^{[ 1 ]}
Ветровая линза настраивается в кампусе Университета Кюсю Ито, чтобы сделать ее более прочной и способной выдерживать нагрузку от возросшего количества ветра. ^{[ 6 ]}

См. также

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Ойя, Юджи; Карасудани, Такаши (31 марта 2010 г.). «Закрытая ветряная турбина, генерирующая высокую выходную мощность с помощью технологии ветровых линз» . Энергии . 3 (4): 634–649. дои : 10.3390/en3040634 . hdl : 2324/26424 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Оя, Юджи (ноябрь 2014 г.). «Высокоэффективные ветряные и водяные турбины с технологией ветровых линз и морской плавучей фермой, работающей на возобновляемых источниках энергии» (PDF) . РИАМ Кюсю . Университет Кюсю . Проверено 24 октября 2016 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Баллери, Алессио; Аль-Армагани, Алланн; Гриффитс, Хью; Тонг, Кеннет; Такаши, Мацуура (22 октября 2012 г.). «Радарная характеристика ветровой линзы: менее разрушительная ветряная турбина?» (PDF) . Крэнфилдский университет . Проверено 24 октября 2016 г.
^ Jump up to: ^а ^б Такахаси, Сюхей; Хата, Юя; Ойя, Юджи; Карасудани, Такаши; Учида, Таканори (13 декабря 2012 г.). «Поведение вихрей на кончике лопасти ветряной турбины, оснащенной кожухом диффузора с полями» . Энергии . 5 (12): 5229–5242. дои : 10.3390/en5125229 . hdl : 2324/26425 .
^ Jump up to: ^а ^б Андерсон, Ричард (05 марта 2015 г.). «Ветровые турбины поднимаются в небо, чтобы получить больше энергии» . Новости Би-би-си . Проверено 6 ноября 2016 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Домашняя страница секции ветротехники RIAM Университета Кюсю - Будущее ветровой линзы» . www.riam.kyushu-u.ac.jp . Проверено 6 ноября 2016 г.
^ «Исследователи Университета Кеттеринга исследуют возможность оптимизации ветряных турбин с помощью новой конструкции пропеллера» . Новости университета Кеттеринга . Проверено 6 ноября 2016 г.

Внешние ссылки

Ветровая линза увеличивает мощность турбины втрое https://cleantechnica.com/2011/09/02/wind-lens-triples-turbine-output/
Исследования в области ветроэнергетики Университет Кюсю http://www.riam.kyushu-u.ac.jp/windeng/en_aboutus_detail04.html
Высокоэффективные ветряные и водяные турбины с технологией ветровых линз и морскими плавучими возобновляемыми источниками энергии https://www.riam.kyushu-u.ac.jp/windeng/img/aboutus_detail_image/Wind_Lens_20140601.pdf
Является ли «Ветровая линза» прорывом в зеленой энергетике? http://learn.eartheasy.com/2012/03/is-the-wind-lens-a-green-energy-breakthrough/
Радарная сигнатура ветровой линзы: менее разрушительная ветряная турбина? https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/6494839
Знакомство с концентраторами ветра http://wind-energy.ucoz.com/
Японский прорыв сделает ветроэнергетику дешевле атомной http://www.mnn.com/green-tech/research-innovations/blogs/japanese-breakthrough-will-make-wind-power-cheaper-than
Закрытая ветряная турбина, генерирующая высокую выходную мощность с помощью технологии ветровых линз http://www.mdpi.com/1996-1073/3/4/634/htm
Би-би-си https://www.bbc.com/news/business-31300982
Ветряная турбина следующего поколения http://windlens.com/wp-content/uploads/2012/05/windlens20120515EN.pdf
Мероприятия по проекту ветровой линзы Университета Кюсю – этап 1 http://www.4coffshore.com/windfarms/project-dates-for-kyushu-university-wind-lens-project---phase-1-jp12.html
Мероприятия по проекту ветровой линзы Университета Кюсю – этап 2 http://www.4coffshore.com/windfarms/project-dates-for-kyushu-university-wind-lens-project---phase-2-jp08.html
Исследователи из Университета Кеттеринга изучают возможность оптимизации ветряных турбин с помощью новой конструкции пропеллера https://news.kettering.edu/news/kettering-university-researchers-explore-optimizing-wind-turbines-new-propeller-design
http://www.eco-tube.com/v/ENERGY/New_Wind_Power_cheaper_than_nuclear.aspx Видео о том, как работает концепция ветровой линзы

[:0-1] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Ойя, Юджи; Карасудани, Такаши (31 марта 2010 г.). «Закрытая ветряная турбина, генерирующая высокую выходную мощность с помощью технологии ветровых линз» . Энергии . 3 (4): 634–649. дои : 10.3390/en3040634 . hdl : 2324/26424 .

[:1-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Оя, Юджи (ноябрь 2014 г.). «Высокоэффективные ветряные и водяные турбины с технологией ветровых линз и морской плавучей фермой, работающей на возобновляемых источниках энергии» (PDF) . РИАМ Кюсю . Университет Кюсю . Проверено 24 октября 2016 г.

[:2-3] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Баллери, Алессио; Аль-Армагани, Алланн; Гриффитс, Хью; Тонг, Кеннет; Такаши, Мацуура (22 октября 2012 г.). «Радарная характеристика ветровой линзы: менее разрушительная ветряная турбина?» (PDF) . Крэнфилдский университет . Проверено 24 октября 2016 г.

[:3-4] Jump up to: ^а ^б Такахаси, Сюхей; Хата, Юя; Ойя, Юджи; Карасудани, Такаши; Учида, Таканори (13 декабря 2012 г.). «Поведение вихрей на кончике лопасти ветряной турбины, оснащенной кожухом диффузора с полями» . Энергии . 5 (12): 5229–5242. дои : 10.3390/en5125229 . hdl : 2324/26425 .

[:4-5] Jump up to: ^а ^б Андерсон, Ричард (05 марта 2015 г.). «Ветровые турбины поднимаются в небо, чтобы получить больше энергии» . Новости Би-би-си . Проверено 6 ноября 2016 г.

[:5-6] Jump up to: ^а ^б ^с «Домашняя страница секции ветротехники RIAM Университета Кюсю - Будущее ветровой линзы» . www.riam.kyushu-u.ac.jp . Проверено 6 ноября 2016 г.

[7] «Исследователи Университета Кеттеринга исследуют возможность оптимизации ветряных турбин с помощью новой конструкции пропеллера» . Новости университета Кеттеринга . Проверено 6 ноября 2016 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]