Comments 66
Такие турбины будут дико неэффективными.
вы уже протестировали?
Раскройте свое умозаключение, если не затруднит.
Очевидно лопасти турбины работающие под прямым углом к ветру имеют больший КПД, чем лопасти турбины работающие под углом к ветру. Но тут вопрос цены. Если такая турбина вдвое хуже по КПД, но втрое дешевле, то профит очевиден. А ещё ей не нужно мелководье. И ремонтировать её можно отбуксировав к земле, а не на месте.
Втрое дешевле - врятли. Стоимость - это не только стоимость установки, но ещё и эксплуатация и срок службы.
У этих ветряков генератор будет постоянно качаться на волнах и менять наклон при изменении силы ветра - это явно сократит срок службы.
Да и для обслуживания - не высадишь механика с катера/вертолёта, а придётся снимать с якоря, отцеплять силовой кабель и тащить на берег. А потом тащить обратно (явно не катером), снова цеплять якорь и подключать кабель.
Не дешёвенько.
Очевидно лопасти турбины работающие под прямым углом к ветру имеют больший КПД
Очевидно - я так считаю, но обосновать не могу (c)
КПД по определению - отношение полезно использованной энергии к обще затраченой.
Позвольте поинтересоваться - что именно вы считаете обще затраченной энергией в данном случае ?
>>"КПД по определению" - По вашему определению ? Потому, как общепринятое опдередение КПД звучит несколько иначе.
Коэффицие́нт поле́зного де́йствия (КПД) — характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. Определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой.
Обратите внимание на выделенный текст. В нём ответ на Ваш вопрос.
Что мое, что ваше определение эквивалентны: если система откуда-то получила энергию - значит кто-то ее для этого затратил.
Но если вам общепринятая формулировка из википедии нравится больше - переформулирую вопрос: что именно вы считаете суммарным количеством энергии, полученным системой в данном случае ?
У ветряков есть КИЭВ - то насколько много они энергии из ветра забирают. Т.е. "суммарное количеством энергии, полученным системой" - это кинетическая энергия ветра проходящая через отметаемую лопастями поверхность.
через отметаемую лопастями поверхность.
О, конкретика пошла )
Мы ведь с вами понимаем, что напрямую сравнивать по этому показателю можно лишь эффективности ветрогенераторов примерно одной схемы ?
Какая разница, что с единицы ометаемой поверхности турбина системы X снимает меньше энергии, чем турбина системы Y, если на единицу занимаемой площади установка с турбиной(ами) системы X может иметь бОльшую площадь ометаемой поверхности ?
А сравнивать эффективность электростанций (полей с ветряками) так вообще не получится: менее эффективный единичный ветряк может (а может и нет) создавать меньшую турбулентность вокруг, что позволит ставить их ближе (и больше) и опять же снять больше энергии с единицы площади, занимаемой станцией.
Я ни в коем случае не утверждаю, что генераторы из статьи обладают бОльшей (или хотя бы не меньшей) эффективностью, чем традиционные. Но ничего очевидного здесь нет, а есть куча факторов, не особо заметных с дивана. И если проект делался инженерами, а не дизайнерами презентаций, то я бы не был столь самонадеян в том, что они ошиблись с ТЭО на самом начальном и очевидном этапе.
Дело в том, что 30КВт это детская игрушка по меркам ветрогенераторов.
Именно, что макет с ардуинкой от дизайнеров интерьеров и маркетологов. Который собрать можно из практически серийных деталей. Чтобы выглядел не как у всех.
В процессе масштабирования сложность отдельных узлов будет расти нелинейно. И на 400 метровом варианте проблемы будут совсем другие и другие решения. Не то чтобы тут есть какие-то физические ограничения полностью исключающие постройку такой конструкции, но не понятно зачем их решать если можно их не создавать.
Единственный потенциальный плюс который видится, это использование глубин малодоступных стационарным мачтам.
Я например не представляю фиксированные лопасти на 400 метровом варианте. А как его остановить? Он будет в шторм шпарить на полную катушку? Сколько там будет подшипников на соосных валах? Как их на ходу обслуживать? Как её вообще остановить для ремонта? Что будет при обрыве электрического кабеля и снятия нагрузки, и всё это в шторм?
Потом мачта между роторами это по факту не мачта, а вращающийся вал верхнего ротора. На маленькой модели сойдёт даже кусок водопроводной трубы, а если это 100 метров? Он должен принимать знакопеременную изгибающую нагрузку и при этом быть не слишком тяжелым, не иметь опасных резонансов и т.п.
Генератор должен обслуживаться на глубине метров 50 и тоже на ходу. Ни в какой сухой док эту конструкцию не отбуксировать, для неё места не хватит даже в доке от авианосца.
Даже наклон вращающегося ротора уже проблема. А соосный вращающийся статор это очевидно новый опыт на таких мощностях.
Совершенно очевидно худшее аэродинамическое совершенство конструкции, плюс она не стационарна и может перемещаться на некоторое расстояние, по этому о заявленном уменьшении расстояния между ветряками не может быть и речи.
Кстати, аэродинамическое влияние ветряка не ограничивается ометамемой поверхностью.
Кстати да, эти ветряки имеют некоторый ход по ветру. То есть они могут перемещаться на то расстояние которое им позволит трос/цепь к которому они прикреплены. Другое дело что вы не учли что они будут делать это одновременно в одних и тех же направлениях учитывая то что ветер для них дует один и тот же. Поэтому их смещение будет однонаправленным для всех. Но говорить будто они не могут столкнуться я бы не стал
Ну то есть КПД для ветрогенераторов на не важен - так как если одна турбина на ветре метр в секунду получает в 20 раз больше энергии чем соседняя, то и КПД пусть у нее в 10 раз меньше будет - энергии она все равно больше наработает.
есть энергия и затраты на её производство, так вот первая отобьётся быстрее чем вторая несмотря на то что вторая будет работать дольше.
Чиво? при чем тут затраты на производство и КПД?
КПД это по определению разница между полученной энергией (на сколько затормозился ветер) и отданной (сколько киловат*часов получили)
Затраты на производство не участвуют в КПД совсем, так же как затраты на эксплуатацию. Ни в деньгах ни в энергии.
(сравнение энергии затраченной на производство генератора и полученное с его помощью это еще одна аббревиатура, никак не вспомню сейчас)
это немного другой слой планирования, но не менее важный. тут сравниваются количество энергии, которую предполагается, что данная установка произведёт и сколько предположительно будет потрачено на постройку, содержание и утилизацию. тоесть евро/киловатт или предположительная стоимость производства киловатта. а потом данное число сравнивают с другими генераторами и прикидывают что и где строить.
Но ведь КДП можно измерять не по единственной турбине, а по всей системе, а вот в систему входит уже не только лопасти и ветер, но и стоимость обслуживания.
Суета сует, ловля ветра и томление духа. Эклесиаст.
Вот будет весело, когда их с якоря поотрывает и на маршруты вынесет! (а с якоря всё периодически срывается)
А ещё ж кабель электрический к каждому тянуть - без мелководья будет сложновато такую разветвлённую сеть строить.
Как бы не вышло суммарно дороже, чем традиционный ветряк.
кабель электрический к каждому тянуть
в токопроводящей среде, которая даст замечательную паразитную ёмкость. Так в случае пробоя еще будет активно корродировать все подряд.
Просто смотрю на встающие инженерные проблемы и диву даюсь.
Еще и все механизмы расположены в агрессивной среде. У классического ветрогенератора метрах в пятидесяти - ста над водой, даже брызги не долетают.
Море агрессивная среда которая распространяется на километры вглубь материка.
Вглубь да, вверх - нет
Это довольно наивное представление о море. Мелкие брызги при хорошем ветре могут лететь высоко. Но не вижу проблем для ветряков в любом случае, т.к. в море сотни тысяч судов самых разных размеров с "механизмами в агрессивной среде", человечество разбирается в проблеме.
т.к. в море сотни тысяч судов самых разных размеров с "механизмами в агрессивной среде", человечество разбирается в проблеме.
Весь вопрос в том, какой ценой оно разбирается. Коррозия морской водой очень сильно повышает стоимость эксплуатации судов. А тут генератор, по сути, в подводной лодке расположен.
Одно только якорение 400-метровой балалайки будет очень сложной и недешевой инженерной задачей. Как бы не пришлось динамическую стабилизацию управляемыми лебёдками делать, что сожрёт всю экономию от плавучести конструкции.
Гибкий кабель на 40МВт. Не такой гибкий, который гнется 1 раз при укладке, а на несколько изгибов в минуту.
И еще тьма всяких мелочей, которых в башне на железобетонном постаменте нету.
, т.к. в море сотни тысяч судов самых разных размеров с "механизмами в агрессивной среде", человечество разбирается в проблеме.\
в свое время были популярны каналы на ютубчике про суда.
и там человечество разбирается просто
1) красим красим красим красим, тоннами, каждый день
2) гниет всё со страшной силой, отрезаем, варим по новой, и опять красим красим см. п.1
3) побережье Индии, когда краски больше чем металла остается
Для постоянного тока практически нет проблемы реактивной мощности.
а там разве постоянный ток? довольно неразумно делать такой агрегат на постоянном токе
Да нет, как раз разумно. Потому что в случае переменного тока частота будет зависеть от скорости ветра...
за то управление генератором и передача энергии сильно проще
да и управлять переменным током сильно проще чем постоянным
хотя синхронизация нескольких генераторов будет сложнее (если вообще возможна) для передачи энергии по одной линии, да
Один фиг частоту надо будет преобразовывать в стандартную, а это обычно делается через выпрямитель и инвертор. Так почему бы выпрямитель не поставить на сам ветряк?
только выпрямитель и инвертор можно поставить один на берегу, а не на каждом генераторе
вобщем это выглядит так что надо считать что дешевле
Инвертор - да, можно и на берегу. А вот индивидуальные выпрямители решают проблему с синхронизацией генераторов, которые так-то с разными скоростями крутятся. Иначе тот ветряк, которому "досталось" меньше ветра, перейдёт в режим вентилятора - а оно надо?
перейдёт в режим вентилятора - а оно надо?
ну от режима вентилятора диоды спасают ;)
На переменном-то токе?
Большие ветряки крутятся с одинаковой скоростью (либо не крутятся вообще). Синхронизированы они или нет - не знаю, но в теории ничто не мешает.
Одинаковая скорость важна не только для стабильности частоты тока - но и для надёжности конструкции, которая всегда должна работать в расчётном режиме.
Если ветер слишком слаб или слишком силён - генерацию просто останавливают.
одинаковая скорость вращения существует только теоретически. практически же у одного ветряка смазка загустела у другого лопасти не под тем углом встали...
насчёт синхронизации могу точно сказать, что её нет. ибо переменный ток это синусоида и в какой точке этой синусоиды мы находимся - зависит только от положения ротора в статоре. синхронизировать сотни роторов в ветряках - задача уровня бога. теоретически возможно, но геморно и без гарантий.
итак: мы имеем одну точку, в которую сходятся сотни синусоид, не синхронизированных и с плавающей частотой. в этой точке мы получаем жуткую херню с дёрганой мощность и потерей КПД, плавающей в широком диапазоне вокруг 50%.
несмотря на все преимущества переменного тока, здесь используется постоянный.
Насколько я знаю, почти все ветряки вырабатывают переменный ток, с хаотичной частотой зависящей от ветра. Потом он выпрямляется в постоянный и снова возвращается в переменный нужной частоты, чтоб отдавать в потребительскую сеть.
Что такое традиционный ветряк?
Компания Equinor успешно эксплуатирует и продолжает строить плавучие "традиционные" ветряки. Например, фермы Hywind Scotland, Hywind Tampen и Dogger Bank Wind Farm. Видимо их не так часто уносит на маршруты, и кабели можно проложить без мелководья.
Читал про этот концепт еще в нулевых годах на мембране. Приятно сознавать, что он таки воплотился в металле.
Ротор и статор генератора соединяются с парой турбин с вертикальной осью, каждая из которых вращает три лопасти
―Кто на ком стоял? Потрудитесь излагать ваши мысли яснее.
размер установок до 400 м в высоту
Ряды плавающих останкинских башен, это просто прекрасно. Но как-то мне не верится что это будет дешевле энергоблока на атомной станциии
Но как-то мне не верится что это будет дешевле энергоблока на атомной станциии
С 2080 должно быть дешевле.
А это и не сравнивается, и они в разных категориях
Ряды ветрогенераторов - Это конечно не самое прекрасное. Но вот что дороже - так это надо очень аккуратно считать. С энергоблоком вопрос ведь не только построить, это как раз недорого. Что заметно дороже, это утилизировать и хранить отходы и разбирать отработанное. И хотя ветрогенератор утилизировать непросто - но проще чем энергоблок.
Ну и очевидное, что если что-то пошло не так - то проблем от сломавшегося ветрогенератора заметно меньше, чем от сломавшегося энергоблока.
Тут надо считать не просто что дороже, а что себя энергетически окупает в полном цикле. У ветряков с этим в разы хуже, чем у энергоблоков. Но по крайней мере получше, чем у солнечных панелей (те себя, например у нас - вообще не окупают, только в Калифорнии и то на грани).
По сути сейчас вся "зелёная" энергетика спонсируется за счёт "грязной" (это само по себе и неплохо и не хорошо - просто по другому новую отрасль не построишь). Но сможет ли она потянуть экономику, после отказа от грязной - это ещё вопрос.
Потому что если "зелёная" энергетика будет выдавать 200% энергии от той, что она потребляет - то это означает, что половина человечества должна будет обеспечивать работу ветряков и это будет основным и главным занятием всех, как раньше было - выращивание еды.
Ну, утилизировать за недорого человечество уже давно научилось.
Недорого
Уж лучше бы вместо свай для укрепления берегов использовали, ей богу.
Ну, в принципе, можно из них что-то ещё делать, но был вопрос про "недорого".
Роттердам
Какие-то подвижки идут в плане переработки.
Уж лучше бы вместо свай для укрепления берегов использовали, ей богу
Я бы предложил сбрасывать их на дно океана для повышения "сложности рельефа", что по идее должно способствовать повышению количества морских обитателей и их разнообразия.
А заодно должно быть дешевле чем закапывать :) Весь вопрос в том пригоден ли гладкий стеклопластик для таких целей и не выделяет ли он чего вроде микропластиков и т.д.
Ну-ну! Так https://youtu.be/rVmnnIF59BI?si=VkRpIIuVvKzqp2BI уже пытались утилизировать автопокрышки. Вот, что получилось. Давйте ещё какой-нибудь хлам в океан засунем, а потом мучаться высовывать будем )
Ну, утилизировать за недорого человечество уже давно научилось
Без тега "сарказм" ваш посыл не понятен.
К стоимости нужно добавить страховку - если во время шторма и сильного ветра одну такую установку сорвёт с якоря, она может повредить ещё несколько, и даже нанести вред морским судам.
Не уверен, что возможно будет достичь столь высоких мощностей - в мегаватты: конструкция башни должна удерживать 2 противоположно вращающихся ротора, со скручиванием, изгибом под наклоном, растяжением и сжатием от порывов ветра… я бы поставил на то, что мощность единицы будет сотни киловатт, не больше…
У классической горизонтальной ветряной установки вся механика сосредоточена в гондоле, а не распределена по корпусу установки - такое распределение экспоненциально увеличивает сложность и риски….
Наземные "ветряки" по оценке экологов несут вред самим своим вращением: птицы бились (и погибали) об лопасти, а сам ветряк является источником низкочастотных колебаний, от которых страдали многие животные и насекомые.
Здесь имеем реинкарнацию того же, только в воде. Надеюсь в месте деплоя птицы страдать не будут (в смысле, что они не летают в той зоне, тем более пути миграции не пролегают через неё), а рыбы как-то переживут гул и вибрации (которые под водой, обычно, разносятся хорошо).
Что касается самого текста, то опечатки вида
Сопротивлением генератора можно управлять с точностью до микросекунды
не позволяют верить ему в остальных моментах (тем более, что текст писал "писака", а не инженер, и верить такому описанию - верный путь к выводам в стиле "ученый изнасиловал журналиста" "ветровая энергия выгодна и не вредна").
Вроде бы и технологично, но как-то все это похоже на латание дыр в мировой энергетике.
Чего только ни придумают, лишь бы наш газ не покупать)
В Норвегии начались испытания плавающих ветряных турбин противоположного вращения