Brytyjska firma Stormblade Turbine opracowuje nowy typ turbiny wiatrowej, która powinna być bardziej wydajna, cichsza i wymagać mniej konserwacji niż standardowa konstrukcja trójłopatowa.
Jeden z najważniejszych problemów obecnych turbin wiatrowych pojawia się, gdy prędkość wiatru jest większa niż 27 m / s (97 km / h): wirnik musi zostać zatrzymany, ponieważ wtedy w wale powstaje efekt żyroskopowy. 'trening. Ta precesja żyroskopowa (właściwość wirnika, dzięki której efekt siły dążącej do przechylenia osi wirnika jest przesunięty o 90 stopni od punktu przyłożenia w kierunku obrotu) ma tendencję do skręcania wirnika, co co zwiększa naprężenia na ostrzach i mechanizmach, prowadząc do pęknięć.
Ponadto, jeśli prędkość wiatru jest mniejsza niż 7 m/s (24 km/h), obroty wirnika są zbyt słabe, aby wytworzyć energię elektryczną.
Turbina Stormblade, stworzona przez Victora Jovanovica, założyciela firmy, ma konstrukcję podobną do reaktora lotniczego: łopatki są chronione przez owiewkę, która kieruje przepływ powietrza wewnątrz tej turbiny jak dysza wlotowa. Jednak ta owiewka jest wystawiona na działanie wiatru i dużych prędkości obrotowych przepływającego przez nią powietrza, przez co może wywołać efekt „spadochronu”. Maszt turbiny wiatrowej jest następnie poddawany ekstremalnym naprężeniom. Maszt musi być wtedy wsparty na wzmocnionym rusztowaniu, co będzie wymagało większej powierzchni podłogowej i zwiększy koszt systemu.
Dlatego główna innowacja systemu dotyczy części wirnika, która jest oparta na turbinie silnika odrzutowego. Według Jovanovica: „Silniki odrzutowe ewoluowały w ciągu ostatnich 50 lat, aby wytwarzać mniejszy opór, umożliwiając szybsze obracanie się ostrzy”. Poprawiona zostaje zatem aerodynamika układu, co umożliwia zmniejszenie i zwiększenie prędkości obrotowej wirnika bez konieczności poddawania się zjawisku precesji żyroskopowej. Oczekuje się, że wydajność Stormblade Turbine wyniesie 70% w porównaniu z 30-40% dla obecnych modeli z trzema łopatkami, co oznacza, że projekt ten przekracza limit Beltza (59%) maksymalnej wydajności dla turbin wiatrowych. Jonanovic szacuje, że jego turbina wiatrowa będzie w stanie wytwarzać energię elektryczną przy prędkości wiatru od 3 m / s (11 km / h) do 54 m / s (193 km / h), podwajając w ten sposób zakres prędkości użytkowej. Rozszerzenie zakresu prędkości ma dwie główne zalety:
- produkcja energii elektrycznej odbywa się w sposób bardziej ciągły;
– moc wytwarzana przez te turbiny wiatrowe jest bardzo duża: jest proporcjonalna do sześcianu prędkości wiatru.
Ponieważ łopatki znajdują się wewnątrz owiewki, należy również zmniejszyć hałas ze skrzyni biegów. Ta szczególna konfiguracja umożliwia również zmniejszenie kosztów utrzymania i zachowanie życia ptaków w pobliżu. Pod względem oddziaływania wizualnego, rozległa powierzchnia tej turbiny wiatrowej jest mniejsza niż w przypadku konwencjonalnych turbin wiatrowych. Jednakże, ponieważ wytwarzana moc jest proporcjonalna do powierzchni omiatanej przez łopaty, moc dostarczana przez turbinę Stormblade powinna być mniejsza niż w przypadku konwencjonalnych turbin wiatrowych, pomimo większej prędkości wiatru.
Dotychczas przetestowane prototypy wykazały, że sprawność układu jest znacznie wyższa niż istniejących turbin (nawet 3-krotnie wyższa). Obecnie firma poszukuje funduszy i partnerów przemysłowych. System ten powinien być dostępny na rynku za 18 miesięcy do 2 lat.