ВЭУ Aero-Energy
Пилотные образцы. Тестовые испытания. Математическое моделирование, макетирование, опытные партии. Способность устойчивой работы при критических температурах и ураганных ветрах в Арктическом регионе.
Преимущества технологии Aero-Energy:
- высокий КПД. Воздушный поток способен вращать и вырабатывать электроэнергию при любом направлении ветра (рыскающем) и даже в таком случае, как разнонаправленное движения воздушных масс по высоте, при котором трехлопастные ВЭУ не работоспособны;
- упрощение конструктивного исполнения;
- снижения себестоимости изготовления;
- надежная эксплуатация вне зависимости от неблагоприятных погодных условий;
- снижения вредного воздействия на экологию окружающей среды (устранение инфразвуковых колебаний, уменьшение уровня шума);
- безопасная конструкция для птиц, рыб (в Баренцбурге рыба не нерестится при установке лопастной ВЭУ) и окружающих людей.
ВЭУ Аero-Еnergy 1кВт на Байкале
Многолопастное ветроколесо с вертикальной осью вращения успешно прошло аэродинамические испытания в различных конструкциях инновационных ветроустановок Aero-Energy.
Расчеты и эскизное проектирование выполнены по результатам математического моделирования установки компанией AeroDesignWorks GmbH (Германия, г. Кёльн https://www.aerodesignworks.com).
Сравнительные графики (мощность от скорости ветра) ВЭУ Siemens Аero-Еnergy ротор (3м и 10 м)
Отличие ВЭУ Aero-Energy от традиционных ветроустановок и их влияние на себестоимость проекта
|
ВЭУ традиционной 3х-лопастной схемы |
Ветро-солнечная установка «Aero-Energy» |
1 |
Воздух прогревается не равномерно, поэтому направление и сила ветра отличаются по высоте. Лопасти трехлопастной ветроустановки диаметром 80 метров могут снизу обдуваться северным ветром, а сверху – южным, что делает работу ветроустановки не эффективной или невозможной в принципе. |
Ветроколесо ВЭУ «Aero-Energy» вращается не в вертикальной плоскости, а в горизонтальной — параллельно земле, поэтому вырабатывает электроэнергию при любом разнонаправленном движении воздушных масс и, даже при рыскающих ветрах, значительно повышая производительность, т.е. электроэнергии вырабатывается больше. |
2 |
Необходимость ориентации на ветер требует наличия в конструкции систем слежения и ориентации на ветер, что само по себе снижает надежность работы и эксплуатации, усложняет конструкцию в целом, а это ведет к удорожанию всей ветроустановки. |
ВСУ «Aero-Energy» не нуждается в системах ориентации на ветер. Благодаря тому, что воздушные массы имеют свободный доступ к лопаткам ветроколеса с любой стороны, т.е. себестоимость установки уменьшается, при увеличении надежности и безотказной эксплуатации. |
3 |
Движение воздушных масс происходит не только в горизонтальном направлении, но и в вертикальном, по восходящим потокам нагретого воздуха от поверхности земли, особенно в горных районах и высокорельефной местности. Трехлопастные ветроустановки, ориентированы только на горизонтальный ветер. |
Нагретый воздух, который движется снизу вверх и воздушные потоки вдоль скалистых склонов и скал более эффективно воздействует на лопатки ветроколеса, которое расположенного горизонтально поверхности земли, существенно повышая общую выработку электроэнергии. |
4 |
При ураганных ветрах (более 25 м/с) и порывистом разнонаправленном ветре возникает опасность разрушения ветроэнергетических установок, в связи с тем, что лопасти имеют большую длину и, соответственно, большую стрелу прогиба, что является ограничением и по диаметру, и по вырабатываемой электроэнергии, и по надежности эксплуатации. |
При ураганных ветрах (25 м/с и более) конструкция ВСУ «Aero-Energy» способна обеспечивает стабильную и надежную работу по выработке электричества за счет применения на ветроколесе коротких и жестких лопаток турбинного типа, что позволяет при высоких скоростях ветра значительно увеличить выработку электроэнергии. |
5 |
При различных скоростях и разнонаправленном ветре угол подхода воздушных масс к вращающимся лопастям ветроустановки трехлопастной схемы меняется и не всегда имеет оптимальное значение. В связи с чем коэффициент использования воздушного потока не может быть выше величины Е = 0,4 – 0,45. |
В конструкции ВСУ «Aero-Energy» перед вращающимся ветроколесом, установлены неподвижные направляющие лопатки, в которых воздушный поток получает необходимое направление и оптимальный угол, обеспечивающий существенное повышение коэффициента использования воздушного потока, что позволяет увеличить вырабатываемую электроэнергию не менее чем в два раза. |
6 |
Скорость начала генерации у трехлопастных ветроустановок (3 м/с и более) значительно ограничивает области их территориального применения для производства электроэнергии. |
В неподвижных направляющих лопатках воздушный поток приобретает не только направление, но и ускоряется не менее чем в 1,5 раза, что позволяет обеспечить начало генерации уже при 2 м/с., т.е. электроэнергии вырабатывается больше. |
7 |
При отсутствии ветра конструкция ветроустановки не способна обеспечить производство электроэнергии. |
При отсутствии ветра конструкция ВЭУ Aero-Energy обеспечивает возможность размещения солнечных элементов, для генерации электричества в безветренную погоду. |
8 |
Очень высокие требования к качеству материалов, из которых изготавливаются лопасти с повышенной концентрацией напряжения и знакопеременных нагрузок (т.к. необходимо уменьшить значительные прогибы на длинных лопастях). Высокие требования к фундаменту, из-за большого аэродинамического сопротивления лопастей, установленных перпендикулярно набегающему воздушному потоку. |
Умеренные требования к прочностным характеристикам и качеству материалов конструкции в связи с отсутствием больших динамических нагрузок. Требования к фундаменту меньше, за счет того, что основной вектор аэродинамического сопротивления коротких лопаток направлен вверх (режим работы автожира), что существенно уменьшает выламывающую силу и значительно снижает нагрузку на фундамент, т.е. себестоимость установки уменьшается. |
9 |
Погодные условия заметно влияют на общетехнический ресурс и эффективность работы. Неблагоприятные погодные условия (снег с дождем, обледенение, град, шквалистый ветер, ураган) могут нарушить режим генерации электроэнергии. Обледенение лопастей снижает не только выработку электроэнергии, но и вызывает разбалансировку ветроколеса, что ведет к его разрушению и прекращению дальнейшей эксплуатации. |
Неблагоприятные погодные условия (снег с дождем, обледенение, град, шквалистый ветер, ураган) не нарушают режимы нормальной эксплуатации ВЭУ Aero-Energy, т.к. ветроколесо закрыто со всех сторон кольцевым и дискообразным обтекателями, обеспечивая нормальные условия для выработки электроэнергии и увеличение общетехнического ресурса эксплуатации не менее чем на 25%, относительно современных ветроустановок |
10 |
Уровень шума крупной ветроустановки трехлопастной схемы составляет весьма значительную величину и может достигать величины до 100 дБ (95 дБ — шум отбойного молотка на расстоянии 7м). |
Ветроколесо расположено в шумопоглощающем закрытом корпусе, а короткие лопатки не имеют прогиба и создают значительно меньшие аэродинамические шумы при своем вращении (до 40 дБ), т.е. возможна безопасная эксплуатация в густонаселенных городских районах и в зонах отдыха. |
11 |
Лопасти традиционных ветроустановок издают шум инфразвуковой частоты при вращении. Звуковые волны совершают колебания от одного до 20 раз в секунду. То есть, частота слишком низкая, чтобы человек мог ее услышать. Однако это приводит к ощутимому дискомфорту и проблемам со здоровьем. |
Короткие жесткие лопатки ВЭУ Aero-Energy не создают инфразвукового шума и колебаний, что позволяет эксплуатировать их без вреда для человека и животного мира, т.е. установки экологически более безопасные и не создают угрозы для окружающей среды. |
12 |
Вращающиеся лопасти трехлопастных ветроустановок представляют серьезную опасность для птиц, особенно в периоды их массовых перелетов во время миграций, что вызывает серьезную озабоченность всех мировых экологических организаций. |
Вращающиеся короткие лопатки закрыты по всему периметру кольцевым обтекателем, а сверху дискообразным обтекателем, что исключает опасность попадания птиц и посторонних предметов в плоскость вращения ветроколеса, т.е. ВЭУ Aero-Energy являются более безопасными при эксплуатации для окружающей среды. |
ВЭУ мощностью 1 кВт (Проект)
ВЭУ мощностью 30 кВт (Проект)
ВЭУ мощностью 500 кВт.
(Перспективный Проект)
Возможна разработка и поставка Башен связи, оповещения, видеонаблюдения в национальные парки.
Наши ветроустановки ВЭУ «Aero-Energy 100 Вт переданы в производство под нашим авторским надзором норвежской компании VENTUMDYNAMICS (https://www.ventumdynamics.com, https://www.instagram.com/ventumdynamics/). Потребность в наших установках выразила Компания из Финляндии OCEANVOLT (https://oceanvolt.com). Она готова к покупке 3 млн. единиц ВЭУ «Aero-Energy» так как они наиболее энергоэффективны и экологически безопасны при эксплуатации на морском побережье.
Нами разработан эскизный проект Аварийного ветрогенератора AVIA-ENERGY с вертикальной осью вращения принцип действия которого может применяться в самолетах на электрической тяге, экономя до 35% энергии в системе накопления.
В современном самолетостроении используют аварийные ветрогенераторы с горизонтальной осью вращения.
Основной недостаток известных аварийных ветрогенераторов состоит в том, что при своей работе они создают значительное лобовое сопротивление, которое суммируется с активной подъемной силой, образуемой на аэродинамических лопатках ветроколеса.
В результате аэродинамическая сила, действует против направления полета воздушного судна, снижая его аэродинамическое качество, что уменьшает дистанцию планирования при аварийной посадке.
Для уменьшения лобового сопротивления аварийного ветрогенератора и повышения его аэродинамических характеристик предлагается использовать аварийный ветрогенератор, ветроколесо которого имеет вертикальную ось вращения.
Данная система обладает существенными преимуществами по сравнению с известными.
- Создает дополнительную подъемную силу при посадке.
- Увеличивает дальность хода при аварийном отключении двигателей. Увеличивает дальность хода при работающих двигателях.
- Стабилизирует ЛА при посадке.
- Имеет применение в КР для увеличения дальности хода.
- Позволяет без ущерба летных характеристик накапливать резервное количество энергии в литий-ионных аккумуляторах 3-го и 4-го поколений в любых количествах (до 1 МВт*час в 6,6 тонне).