Hitech logo

Кейсы

Немецкие инженеры создали турбину, работающую при самом слабом ветре

TODO:
Екатерина Шемякинская17 октября, 09:30

Ученые из Института Фраунгофера и BBF Group разработали малогабаритную ветровую турбину, способную генерировать электроэнергию даже при слабом ветре — от 2,7 м/с. Новая установка сочетает легкие композитные материалы и оптимизированную аэродинамику, обеспечивая эффективность до 53% и мощность 2,5 кВт. Разработка позволяет использовать возобновляемые источники там, где раньше это было невозможно.

Самые интересные технологические и научные новости выходят в нашем телеграм-канале Хайтек+. Подпишитесь, чтобы быть в курсе.

В отличие от обычных компактных турбин, которым для запуска требуется скорость ветра около 4 м/с, новый ротор начинает вращение уже при 2,7 м/с. Это делает установку особенно полезной для регионов с мягким климатом и слабым ветровым потенциалом. Цель проекта — максимально использовать энергию ветра при любых погодных условиях.

Испытания в аэродинамической трубе показали, что турбина развивает скорость до 450 оборотов в минуту и обеспечивает выходную мощность 2,5 кВт при скорости ветра 10 м/с — на 83% больше, чем у аналогичных систем на рынке.

Эффективность новой установки достигает 53%, что приближается к теоретическому пределу в 59,3%, установленному законом Беца. То есть эффективность генератора — 89,37% от теоретического предела.

Добиться этого удалось благодаря оптимизированной аэродинамической форме и использованию композитных материалов нового поколения. Лопасти ротора состоят из двух облегченных полых оболочек из волокнистых композитов, что снижает общий вес конструкции на 35%.

Детали изготавливаются методом точной укладки волоконных полос в специальную форму, которая затем затвердевает с помощью смол или других пластиков. Для создания формы команда использовала промышленный 3D-принтер, способный печатать объекты размером до двух метров. После этого волоконные полосы укладывались с помощью специальный системы, без участия человека. Этот полностью автоматизированный процесс обеспечил стабильное качество, минимизировал наложения, характерные для ручной укладки, и позволил создавать более легкие и компактные компоненты.

Ламинированная структура делает ротор гибким — при сильных порывах ветра лопасти эластично изгибаются и поворачиваются по направлению потока, снижая риск повреждений. Благодаря этому турбина не нуждается в сложной системе управления, поскольку сама регулирует скорость вращения и защищает себя от перегрузок.

Первые пять прототипов уже переданы BBF Group для испытаний на различных площадках. Следующим этапом станет разработка перерабатываемых мономатериалов и совершенствование роторов. По словам разработчиков, новая турбина может стать шагом к созданию доступных систем локальной ветроэнергетики.