Năng lượng gió xuống đất

Sự phổ biến ngày càng tăng của năng lượng gió để sản xuất điện với lượng khí thải carbon thấp đã dẫn đến việc lắp đặt các tuabin gió ngày càng lớn hơn.Bây giờ một công ty nhỏ ở Thụy Sĩ đang nhắm vào một hướng khác, sản xuất năng lượng gió ở quy mô yên tĩnh hơn, thực tế hơn. SKF cung cấp các sản phẩm liên quan như vòng bi cho Tuabin gió.

Năng lượng gió là một cách hiệu quả nhất để sản xuất điện với lượng khí thải carbon rất thấp, và xu hướng là hướng tới các tuabin gió lớn hơn bao giờ hết. Nhưng Hans Wepfer, một nhà phát minh và thợ sửa chữa kỳ cựu ở Thụy Sĩ, đã phát triển một đơn vị nhỏ, hiệu quả, nằm gọn trong những ngôi nhà của một ngôi làng hoặc các tòa nhà của khu công nghiệp.

Wepfer đã xây dựng công ty của mình, Wepfer Technics of Andelfingen gần Zurich, bằng chính sự sáng tạo của mình. Ông đã phát triển máy móc để cắt cỏ, để hái quả và để vát cả bên ngoài và bên trong các đường ống trong một quy trình.

Một người nào đó đến với chúng tôi và nói rằng họ cần thứ gì đó không tồn tại, anh ấy giải thích, và anh ấy đã phát minh ra nó.

Ý tưởng cho cối xay gió xuất phát từ sự hiểu biết của anh ấy về cánh quạt máy bay. Wepfer có bằng phi công và nếu anh ta sử dụng thứ gì đó anh ta cần phải hiểu nó. Tôi là một người đàn ông hoàn toàn máy móc, anh ấy đùa.

Do nhu cầu về các nguồn năng lượng ít phát thải carbon, có vẻ như rõ ràng rằng anh ta nên sử dụng sự hiểu biết của mình về cánh quạt để giảm tốc một tuabin gió. Để làm như vậy, anh phải phát triển chuyên môn để thiết kế sản phẩm, thậm chí tự mình chế tạo các thiết bị cần thiết để sản xuất các bộ phận.

Nhưng nghiên cứu của ông về những vấn đề đó đã đưa ông đi theo hướng ngược lại với ngành công nghiệp cối xay gió hiện nay. Ông giải thích, Bạn phải nghiên cứu bất cứ điều gì bạn làm, và đôi khi nghiên cứu của bạn dẫn bạn từ những điều chưa biết đến.

Trong khi phần còn lại của ngành công nghiệp đang phát triển các đơn vị lớn hơn bao giờ hết – ngày nay, có những cối xay gió với lưỡi kiếm dài 60 mét và cột buồm cao 140 mét, sản xuất tới bảy megawatt – tuabin nguyên mẫu của ông chỉ sản xuất 83 kilowatt, và Lưỡi dao dài 7 mét chỉ cách mặt đất 16 mét. Một dãy gồm ba tuabin trên một cấu trúc hỗ trợ, sản xuất tổng cộng 250 kilowatt, đứng trong một khu công nghiệp ở thị trấn Schaffhausen gần đó và được điều hành bởi công ty điện lực địa phương, EKS, đặt tên là Cối xay gió3 Hansedom để vinh danh người phát minh.

Ba tuabin quay cùng nhau trên các tòa nhà để đối mặt với gió, nhưng chúng yên tĩnh đến mức chúng không làm phiền các công nhân. Thật vậy, một loại động vật nguyên sinh trước đó đang đứng cách cửa sổ phòng ngủ của Wepfer chỉ 30 mét. Vào buổi tối, anh nhớ, anh nhớ tôi phải thức dậy và kiểm tra xem nó có còn hoạt động không. Tôi không thể nghe thấy nó.

Cối xay gió của anh dựa trên một thiết kế cánh quạt sáng tạo – sáu lưỡi của nó rộng hơn và phẳng hơn nhiều so với những chiếc trên một bộ ba lưỡi thông thường. Với sáu lưỡi, tốc độ ở đầu rôto bằng một nửa so với rôto ba lưỡi có kích thước tương tự, và theo Wepfer, có một số lợi thế, một trong số đó là không có tiếng ồn. Ở mức 45 decibel, mức độ tiếng ồn là một cuộc trò chuyện yên tĩnh.

Sự yên tĩnh của nó là một lý do mà Wepfer nghĩ rằng nó sẽ dễ dàng được phê duyệt quy hoạch. Anh ấy hy vọng rằng các đơn vị của anh ấy sẽ được đưa vào làng hoặc trên các khu công nghiệp vì họ sẽ không lấn át xung quanh. Điều đó cho phép phát điện phi tập trung, tránh tổn thất truyền tải và giảm một phần tải khỏi mạng.

Các cánh quạt lớn, phẳng cũng vô hại đối với chim và dơi. Theo Wepfer, họ xem các cánh quạt là những chiếc đĩa lớn và chúng không đến gần. Cho đến nay không có động vật nào chết trong các vụ va chạm với nguyên mẫu, nhưng EKS đang so sánh số lượng chim và dơi trước và sau khi cài đặt. Có thể là bây giờ họ chỉ đơn giản là tránh khu vực này khi những đĩa lớn này có thể được sử dụng.

Nhưng có lẽ ưu điểm chính là hiệu quả của thiết kế mới. Chúng tôi có thể bắt đầu tạo ra điện khi gió thổi với tốc độ 1,5 mét mỗi giây, trong khi các cối xay gió thông thường cần 3 đến 3,5 mét mỗi giây, theo Wepfer nói. Ngoài ra, chúng ta không cần tắt cối xay gió trong cơn bão. Chúng tôi chỉ điều chỉnh cao độ để duy trì mức tạo kế hoạch.

Sự phát triển của một thiết kế sáng tạo như vậy không phải là không có vấn đề. Nhược điểm chính xuất hiện khi một cánh quạt rơi ra khỏi nguyên mẫu và các khía cạnh khác nhau của dự án phải được tính toán lại. Trong phiên bản mới nhất, các vấn đề đã được giải quyết, với các lưỡi polymer được gia cố bằng sợi carbon để thay thế cho cấu trúc nhôm và thép nguyên bản, trục chính lớn hơn và cơ chế điều khiển cao độ được thiết kế lại.

Bây giờ Wepfer đã sẵn sàng để sản xuất hàng loạt. Nguyên mẫu tương đối đắt tiền, với rất nhiều sản phẩm thủ công. Sê-ri sẽ hiệu quả hơn trong sản xuất và tiết kiệm hơn trong việc sử dụng vật liệu. Chúng tôi đã sử dụng 60 tấn thép trong nguyên mẫu và chắc chắn chúng tôi sẽ giảm được một chút với thiết kế mới cho cấu trúc hỗ trợ, theo W Wferfer. Một số bộ phận sẽ phải thuê ngoài vì Wepfer không có khả năng trong các xưởng riêng của mình.

Và có rất nhiều mối quan tâm: Các thành viên đã có những thắc mắc và thăm hỏi từ khắp nơi trên thế giới – ngay cả Trung Quốc và Bắc Triều Tiên, Wepfer nói, và chúng tôi đang lên kế hoạch mở rộng phạm vi sản phẩm được cung cấp.

Các tuabin sẽ có sẵn như là một đơn vị hoặc là hai, ba hoặc thậm chí bốn trên một công trình. Sẽ có các phiên bản nhỏ hơn và lớn hơn, nhưng Wepfer tin rằng có giới hạn về kích thước trước khi thiết kế bắt đầu mất đi lợi thế của nó.

Đây là một cột mốc quan trọng trong sự nghiệp của tôi với tư cách là một nhà phát minh, ông nói. Đây là một dự án khá lớn đối với chúng tôi và nó hoàn toàn khác với bất cứ thứ gì hiện đang được cung cấp. Tôi tin rằng nó là một phát minh quan trọng.

Như bạn có thể mong đợi, Hans Wepfer sẽ không dừng ở đây. Điều này đã khiến tôi có những ý tưởng khác cho các sản phẩm mới, ông nói. Nhưng tôi không nói cho bạn biết họ là gì.

Các yếu tố trung tâm
SKF cung cấp ba yếu tố trung tâm của cối xay gió mới của Wepfer. Toàn bộ công trình xây dựng trên một vòng bi SKF xoay được trang bị trong một bánh xe răng 2,5 mét. Các trục chân vịt được giữ ở mỗi đầu bởi vòng bi tang trống SKF và vỏ SKF, và cơ cấu sân thủy lực được hỗ trợ bởi hai vòng bi tiếp xúc góc.