Аэровысотная ветроэнергетика — общее и различия

Аэровысотная  ветроэнергетика - общее и различия

Все объективные природные трудности перехода от приморской и шельфовой (оффшорной) ветроэнергетики к континентальной преодолеть весьма сложно. Главные проблемы — нестабильность атмосферы над материковыми зонами, возможность достижения полного потенциала только в более высоких слоях атмосферы, с вытекающими из этого повышенными требованиями к опорным конструкциям и наземным основаниям ВЭУ.

Для средне-мощных ветрогенераторов переход в нужную область может быть достигнут, к примеру, инновационной технологией с использованием поливиндроторных обойм, состоящих из вертикально-осевых ветроколес.

Для более мощных систем такой модернизации не хватит. Нужны радикальные изменения, прежде всего по вопросу подъема и фиксации силового блока на высоте скоростных ветров. Для эффективного объединения воздухоплавания и ветрогенерации нужно серьезно доработать и ту, и другую технологию.

Устройства, весящие меньше воздуха, продолжают прогрессировать для атмосферной транспортировки сверхтяжелых неделимых грузов. Для этого корпуса дирижаблей изготавливают в форме, напоминающей сигару. Их поверхность аэродинамична, что повышает подъемную силу воздушного судна. Самый обтекаемый профиль аппарат имеет по оси симметрии, параллельной курсу движения.

В свою очередь аэростат, неподвижно висящий в воздухе, что больше всего требуется для целей аэровысотной ветроэнергетики, всегда должен высокую обтекаемость при любой направленности атмосферных потоков. Поэтому оболочку аэростата оптимальнее изготовить в форме двояковыпуклой или плоско-выпуклой линзы, обращенной плоскостью к земле. Последний вариант даже лучше — ведь он создает дополнительную подъемную силу аэродинамической природы.

Би-аэростатная модель построения подъемно-фиксирующего блока из двух оболочек (патент RU 2 535 427) — вынужденная мера, имеющая цель уменьшить горизонтальные габаритов конструкции. Основная доля газонаполняемого объема, составляющая примерно от 75 до 80 процентов, приходится на верхнюю двояковыпуклую оболочку, которая сочетающую в себе большую часть суммарной аэростатической плавучести, компактность и аэродинамическую обтекаемость. Оставшийся объем гелия заполняет нижнюю плоско-выпуклую оболочку. Она увеличивает аэродинамическую подъемную силу в зависмиости от скорости ветра. В результате эффективнее решается проблема геостационарности и ориентации силового блока в пространстве — строго вертикального положения оси вращения ортогональной турбины.

Наземные лебедки, используемые в данной конструкции, действуют согласованно по единой управляющей компьютерной программе, что эффективнее выравнивает ветросиловой блок и оптимизирует расположение его вертикальной оси симметрии под углом 90 градусов к направлению ветра.

Нестабильной направленностью ветров продиктован и выбор класса ветряной турбины. Единственный вариант здесь — ортогональное ветроколесо вертикально-осевого вращения с ортогональными лопастями крыловидного профиля, способное функционировать без ориентации на ветер. Странно и нецелесообразно было бы конструировать на большой высоте классическую винтовую турбину с опорной колонной или рамой, поворотным узлом, механизмом принудительного разворота.

Рубрики1

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


*