Технологическая стартап-компания Vortex Bladeless из Испании разработала метод выработки возобновляемой электроэнергии при помощи ветрогенераторов Skybrators, лишённых лопастей и сопряжённого с ними негативного воздействия на окружающую среду.
Огромные белые лопасти ветровых турбин принято считать неотъемлемым атрибутом ветроэнергетики, однако Давид Яньес и его небольшая команда компании Vortex Bladeless решила переосмыслить существующие технологии добычи электроэнергии из силы ветра. Испанцы предложили миру дизайн турбин Skybrators, которым не нужны лопасти, высокие башни ветрогенераторов и даже высокий среднегодовой уровень ветра. Специалисты Vortex Bladeless работают над совершенствованием дизайна уже более 10 лет: с 2012 года ранние прототипы получили многочисленные награды и даже одобрение от норвежской энергетической компании Equinor. К слову, представители Equinor признали Vortex одним из самых многообещающих стартапов в секторе энергетики и предложили испанцам техническую поддержку для дальнейшего развития дизайна Skybrators.
Безлопастные ветрогенераторы Skybrators представляют собой жёсткие цилиндры с закруглённым верхом высотой около 3 метров, закреплённые вертикально на эластичном стержне. Со стороны они отчасти напоминают автомобильную игрушку «Wackeldackel» в виде собаки с качающейся головой: «турбина» едва заметно покачивается из стороны в сторону. В действительности же генерирование электроэнергии происходит за счёт аэронадинамического эффекта вихреобразования. Согласно законам гидроаэромеханики, когда ветер сталкивается с затупленным осесимметричным телом, его течение преобразуется с вихреобразованием. Когда резонансная частота тела (в данном случае ветрогенератора) совпадает с частотой вихрей ветра, его колебания входят в резонанс с ветром.
Как правило, в инженерном и архитектурном проектировании специалисты всячески избегают возникновения феномена VIV (Vortex Induced Vibration). Однако именно он обеспечивает эффективность дизайна ветрогенераторов Skybrators. Более того, их «мачты» спроектированы таким образом, чтобы достигать максимальной частоты вибраций при средней силе ветра. К тому же они способны легко адаптироваться к изменениям направления ветра и возникновению турбулентных потоков, которые нередко встречаются в городской среде. Обычные ветряные турбины с пропеллерами должны быть расположены далеко друг от друга, чтобы не мешать друг другу аэродинамически. Безлопастным ветрогенераторам не страшно влияние спутной струи. Более того, подобное взаимодействие может повысить эффективность «турбин» Skybrators.
По словам Давида Яньеса, его стартап не выступает против традиционных ветгрогенераторов. Он считает, что Skybrators могут восполнить пробелы ветроэнергетики, недоступные гигантам с лопастями. К примеру, подобные безлопастные устройства смогут преобразовывать энергию ветра в непосредственной близости от жилых зон, где размещение целой ветровой фермы не представляется возможным, а малое количество турбин будет неэффективным. В Vortex Bladeless считают, что безлопастные ветрогенераторы отлично уживутся в нише мелкомасштабных электростанций, которые обеспечивают энергией домашние хозяйства и небольшие производства. Главные достоинства технологии – уменьшение влияния ветроэнергетики на окружающую среду, минимальное изменение внешнего вида места установки подобных ветрогенераторов и сокращение расходов на их обслуживание. Имеющийся дизайн рассчитан на производство небольших объёмов электроэнергии, однако в будущем Vortex Bladeless также планируют создать промышленный вариант ветрогненераторов Skybrators высотой до 140 метров с энергетической мощностью до 1 мегаватта.
