Опубликовано: 18-12-2022
Российские ученые разработали и испытали ветряк принципиально иной конструкции — с цилиндрами вместо лопастей. Он вырабатывает вдвое больше электроэнергии, чем обычный, и имеет еще одно преимущество — не испускает инфразвуковые волны, по некоторым данным опасные для человека. Об этом рассказал корреспонденту ТАСС разработчик технологии, старший научный сотрудник Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе Алексей Платонов.
«Основные преимущества нашего ветряка — управляемость процессом выработки электроэнергии, высокий — 40% — коэффициент эффективности преобразования энергии ветра, возможность экономить на аккумуляторах, на которые обычно приходится до 70% стоимости установки ветрогенератора, и отсутствие вреда окружающей среде от инфразвуковых волн, так они устройством не генерируются», — пояснил он.
К концу нынешнего года завершится серия полевых испытаний устройства, в 2017 году планируется создать промышленный образец, а в 2018-м — выпустить продукт на рынок России, Европы и Юго-Восточной Азии.
В России потенциальный рынок ученые оценивают в 1 миллион домохозяйств, удаленных от линий электропередач, в первую очередь в арктической зоне. Стационарные ветряки будут способны вырабатывать объем электроэнергии, достаточный для потребления одним домохозяйством — 5-10 кВт. Для кочующих домохозяйств, в первую очередь оленеводов, планируется создать портативную, сборно-разборную модель, которую можно было бы перемещать с одного стойбища на другое. Она требует более сложной конструкции, чтобы не возникали проблемы при монтаже-демонтаже.
Алексей Платонов рассказал, что использование цилиндра вместо лопасти ветрогенератора позволило перевести процесс выработки электроэнергии в управляемый режим. «Цилиндр симметричен, сам по себе он не создает подъемную силу, но если его вращать вокруг своей оси, то эта сила появляется», — отметил собеседник агентства. Вращение обеспечивает электромотор, который работает постоянно. Но он потребляет лишь 1-2% от объема энергии, которую вырабатывает устройство.
Скорость вращения цилиндров можно регулировать в зависимости от скорости ветра для того, чтобы обеспечить максимальную выработку электрической энергии при разных ветровых режимах. У обычного ветряка такой возможности нет. Они эффективны в узком диапазоне скорости ветра. Скорость ветра непостоянна, поэтому для обычных ветряков требуются аккумуляторы большей емкости.
Аккумулятор в системе ветроэнергетики играет роль перераспределения выработанной энергии во времени. Хороший ветер дает большую выработку энергии, аккумулятор ее запасает и дает возможность потребителю израсходовать в удобное время, чтобы избавить от неудобств вроде «ветер поднимается, можно включать стиральную машинку». А устройство петербургских ученых способно давать высокий выход электроэнергии при разной скорости ветра. Тем самым, увеличив вложения на 1-2 процента за счет электромотора, можно получить двукратное увеличение выработки электроэнергии и использовать аккумуляторы меньшей мощности, то есть более дешевые.
Разработчики изначально не ставили перед собой задачу уйти от генерации их устройством инфразвуковых волн, но, когда эта проблема начала широко обсуждаться в научных и административных кругах как потенциально опасная, проверили свою систему на возможность генерации ультразвуковых инфразвуковых волн и обнаружили, что это невозможно по законам физики.
Инфразвук возникает при низкочастотных колебаниях. Для человека он опасен тем, что органами чувств не воспринимается, но какое-то воздействие оказывает. «Если мы слышим громкий неприятный звук, мы можем зажать уши, видим сварку — закрыть глаза, а если мы не идентифицируем угрозу, то не можем от нее защититься», — пояснил ученый, отметив, что воздействие инфразвука на человека еще до конца не изучено.
Ветряк с вращающимися цилиндрами генерирует сигналы в двух частотных диапазонах, складываясь, они дают единый сигнал, находящийся далеко за пределами частотного диапазона инфразвука, пояснил ученый.
В настоящее время ведутся полевые испытания ветряка на берегу финского залива в районе Сестрорецка и на берегу озера Ветряное вблизи Сосново в Ленинградской области. Этот этап разработок профинансирован фондом «Сколково» в объеме 1 млн рублей. На разработку промышленного образца требуется на порядок больше — 30 млн рублей, которые поступят в форме венчурных инвестиций.