Cómo diseñar una pequeña cometa de viento
Del 54 de junio a octubre de 2004, un fabricante alemán de turbinas eólicas instaló una turbina eólica de 120 metros al noroeste de Hamburgo, que es la turbina eólica más grande del mundo. La imagen muestra a los técnicos instalando el rotor del generador gigante.
Los aerogeneradores están situados cerca de las centrales nucleares.
Renders del generador de cometas de la empresa KiteGen en Italia.
¿El primer barco tirado por cometa fue en 2008? ¿Año 1? Zarpe en junio y ahora el uso de cometas para generar electricidad también será una realidad. Los recursos mundiales actuales de energía eólica son 50.000 megavatios, equivalente a la capacidad de generación de energía de 50 grandes centrales nucleares. Cuando una cometa troyana de 100 metros de diámetro convierta la energía eólica en 500 millones de vatios de electricidad, la industria de la energía eólica experimentará cambios dramáticos. El viento del cielo se convertirá en electricidad infinita.
En el desierto de Siberia, ¿un 9? Un cabrestante de 0,5 metros de diámetro suelta lentamente el cable de acero. En el otro extremo del cable hay 50 cometas alineadas en fila de arriba a abajo. Cada cometa es del tamaño de un campo de fútbol, como una hilera de velas llenas que intentan elevar la tierra hacia el cielo. ?
En este escenario de generación de energía con cometas diseñado por el físico ruso Podgoltz, este grupo de cometas se colocará a una altitud de 6.000 m y realizará un movimiento vertical para acumular energía, tal como una escalera gigante que girará siberiana. vientos de gran altitud en 100 MW de electricidad.
Tiovivo hace volar cometas
El generador compuesto por un carrusel y una cometa es más ligero. KiteGen, diseñado por la empresa italiana Sequoia, coloca 12 grupos de cometas giratorias a una altitud de 2.000 metros para recolectar energía eólica y arrastrar un carrusel de 100 metros de diámetro para generar electricidad. Las cometas de escalera de Podgoetz se mueven hacia arriba y hacia abajo en una fila, por lo que no hay problema al girar en diferentes direcciones. También se pueden diseñar todas las palas de un molino de viento para que tengan el mismo ángulo de desviación. Lograr que estas 12 cometas se muevan en la misma dirección es un problema técnico. ¿El diseñador jefe de KiteGen, Massimo, de 48 años? Hipólito es un entusiasta de los deportes extremos y los fines de semana suele volar en ala delta por las afueras de Turín. Inspirándose en el principio de control manual de dirección de los alas delta, utilizó un par de cables de alta resistencia para transmitir señales de control en tierra para controlar la dirección y el ángulo de la cometa. El diseño de la cometa en sí bebe de otra de sus pasiones, el surf. Las cometas utilizadas para el kitesurf de remolque son livianas, tienen una alta capacidad de despegue y son súper resistentes, lo que es muy similar a los requisitos de las cometas utilizadas por KiteGen.
“Este carrusel se puede diseñar más grande sin preocuparse por la energía”. Hipólito dijo que una plataforma giratoria más grande puede contener más cometas para recolectar energía eólica. Jushan Company estima que un generador de cometas troyanos de 100 metros de diámetro puede convertir 500 millones de vatios de energía, el equivalente a una central nuclear.
Sin embargo, este Trojan Kite Generator es todavía sólo un concepto y los expertos están estudiando más a fondo su viabilidad. También es una cuestión dónde colocar este divertido y grande tocadiscos. A diferencia de los caballos de Troya del parque de atracciones, Kitgen tuvo que obtener un permiso de espacio aéreo para volar las 12 cometas hacia el cielo. Hipólito parpadeó y dijo: "Construyámoslo en la central nuclear de Vercelles en Trino, que ya es una zona de exclusión aérea".
Hipólito podrá hacerlo pronto. Vio su propio generador de cometas troyanos. en Italia. Turin Utilities Company, que pretende desarrollar la industria de la energía eólica, ha firmado un acuerdo de cooperación técnica con Jushan y correrá con el 40% de los costes de fabricación del prototipo. La empresa espera desarrollar la energía eólica a gran altitud lejos de las zonas costeras de Italia, donde predomina la energía eólica.
Parques eólicos de gran altitud
Países de todo el mundo están prestando atención al desarrollo de la energía eólica de gran altitud. El viento de baja altitud no es constante ni confiable, por lo que las centrales de energía eólica generalmente están ubicadas en tierras altas o junto al mar donde se puede obtener energía eólica sostenible. Y, para aumentar la cantidad de electricidad producida por las turbinas eólicas, se están construyendo molinos de viento cada vez más altos. La turbina eólica más grande del mundo, ubicada en la costa norte de Pearl Harbor, Hawaii, tiene 122 metros de altura.
Brian Roberts, profesor de ingeniería mecánica en la Universidad de Tecnología de Sydney, Australia, dijo: "¿A una altitud de 4.600 metros? A una altitud de 65.438+100.000 metros, el flujo de aire es fuerte y estable. , lo que lo convierte en un parque eólico aéreo ideal". Mientras la Mountain Company buscaba un lugar adecuado en Italia para construir la cometa troyana, Roberts y otros tres ingenieros comenzaron experimentos en California y San Diego, EE. UU., y lanzaron su "gran altitud plan "molino de viento".
En el "Windmill Yard", la cometa y el aerogenerador, componente principal del aerogenerador, se diseñan juntos, y todos los principales equipos de generación de energía se colocarán en el aire, como si fuera un cometa real. Esta cometa tiene un enorme soporte en forma de H con un generador montado en el soporte y cuatro grandes generadores de viento en los cuatro extremos del soporte. Las cuatro turbinas eólicas pueden girar como hélices de helicóptero y volar alto hacia el cielo con la ayuda de generadores. Roberts puede determinar la posición de la cometa usando un sistema de posicionamiento global y usar el controlador asistido por computadora de la turbina eólica para ajustar la inclinación de la cometa hacia el viento a la altura ideal. Cuando la cometa finalmente flota a una altitud de 65.438+100.000 metros, el suministro de energía a la central eléctrica terrestre se detiene. En ese momento, el fuerte flujo de aire con una velocidad de casi 320 kilómetros por hora soplará las aspas del molino de viento para generar electricidad.
Lo que mantiene la cometa cerca del suelo es un cable especial que transmite la energía eléctrica convertida al suelo a un alto voltaje de 20.000 voltios a través de dos alambres de aluminio.
Para llevar este complejo dispositivo al cielo, Roberts tuvo que encontrar una manera de reducir su peso. Las turbinas eólicas fabricadas con fibra de carbono, aluminio y fibra de vidrio pesan alrededor de 2 toneladas. ¿Cuándo esta "súper cometa" de 8 toneladas se encuentra a 320 metros a una altitud de 10.000 metros? En caso de fuertes vientos de kilómetros por hora, el cable óptico ultraligero con un diámetro de núcleo de 7,6 cm puede garantizar que no sea arrastrado por el viento. ¿Esta fibra ultraligera también se utiliza para fabricar la NASA? Bolsa de aire de nave espacial.
A una altitud de 65.438+100.000 metros, la circulación atmosférica nunca se detiene. Roberts estima que su generador de cometas tiene "tres veces más potencia que los molinos de viento, que a menudo permanecen inactivos en el suelo porque no hay viento". Además, la transmisión de energía se puede llevar a cabo a grandes altitudes sin estar restringida por el entorno geográfico, como el terreno, y el costo se reduce considerablemente. Se espera que 300 de estas cometas generadoras de energía formen un "parque de molinos de viento a gran altitud" en un espacio aéreo de 200 kilómetros cuadrados, suficiente para abastecer las necesidades eléctricas de toda la ciudad de Chicago.
Roberts afirmó que el coste de producción de utilizar este "molino de viento de gran altitud" para generar electricidad es de menos de 2 céntimos por kilovatio-hora. Después de calcular los costes de fabricación de los generadores Trojan Kite, el gigante italiano Cedar también anunció que sus costes eran inferiores a 1 céntimo de euro/kWh. Después de ser utilizada con éxito por los humanos, la energía eólica a gran altitud ha demostrado sus ventajas de bajo costo y eficiencia de producción constante. Hipólito dijo: "Yo lo llamo una revolución. En el futuro, la energía eólica de gran altitud será parte de la nueva energía. Por lo tanto, la energía eólica puede convertirse en el cuerpo principal de la industria energética del futuro".
En la actualidad , la energía eólica ya es la fuente de energía de más rápido crecimiento en la industria del mundo, 10? ¿30% cada año durante años? La velocidad del crecimiento. Hay 50.000 megavatios de recursos de energía eólica en el mundo, lo que equivale aproximadamente a la capacidad de generación de energía de 50 grandes centrales nucleares.
La llegada de la era de la energía eólica
La industria de la energía eólica en China comenzó tarde, pero ha comenzado a crecer rápidamente en los últimos dos años, con una tasa de crecimiento de más del 100%. . En 2007, la Corporación Nacional de Petróleo Marino de China construyó en Weihai la central de energía eólica marina más grande del mundo, con una capacidad de más de 165.438 megavatios. En el mismo año, Hainan 5? Se han puesto en marcha tres parques eólicos y se ha construido uno en Chongqing, que se prevé se convierta en una ciudad de energía eólica occidental. MW, sólo superada por Estados Unidos y España, convirtiéndose en uno de los países con mayor desarrollo de la energía eólica en el mundo.
Aunque las reservas totales de energía eólica de mi país han alcanzado alrededor de 4,35 mil millones de kilovatios, bajo las condiciones técnicas actuales, sólo se pueden desarrollar y utilizar entre 700 y 654,38+0,2 mil millones de kilovatios. La reducción de los recursos de tierra cultivada en el proceso de desarrollo de parques eólicos a gran escala con nuevos edificios energéticos puede ocupar una gran cantidad de tierra cultivada, lo que también constituye un cuello de botella en el desarrollo de la industria de energía eólica de mi país. Li Xiaodong de Turpan, Xinjiang, ha estado intentando utilizar cometas para generar electricidad durante más de diez años: "No tengo ningún resultado de investigación, pero creo que será una buena idea, así que quiero decírselo a la gente". /p>
La era de la energía eólica está llegando con toda su fuerza y hay muchas ideas geniales para la generación de energía con cometas en todo el mundo. La Universidad Tecnológica de Delft, en los Países Bajos, tuvo en su día un proyecto de investigación sobre "centrales eléctricas en cascada". Imaginaron un grupo de grandes cometas conectadas en serie con cables para formar un anillo de cometa y lanzadas a miles de metros en el aire. A través del control por computadora, la fuerza del viento en un lado del anillo de la cometa será mayor que en el otro lado, lo que hará que todo el anillo de la cometa gire. La electricidad generada por la rotación se transmitirá al generador en el suelo y se convertirá en eléctrica. energía. ¿Y Fred, el ingeniero de dirigibles canadiense? Feargus combina aeronaves y turbinas eólicas en "molinos de viento de aeronaves", utilizando aeronaves para transportar molinos de viento en forma de barril de 45 a 120 metros en el aire para recolectar energía eólica y luego transportarla al suelo a través de cables para generar electricidad. Este "molino de viento dirigible" está diseñado para ser pequeño y más adecuado para uso familiar. Los científicos alemanes quieren diseñar un pequeño dispositivo de generación de energía en forma de cometa específicamente para uso doméstico: instalar el generador en el techo, luego volar la cometa a una altura de 100 metros, recolectando energía eólica para suministrar menos de unos pocos kilovatios de electricidad que necesita el hogar. .
Sin embargo, no todas estas buenas ideas pueden hacerse realidad. La investigación sobre la "central eléctrica en cascada" se ha detenido y el "molino de viento dirigible" todavía está en el dibujo de diseño. Aunque la "Máquina experimental de molinos de viento de gran altitud" de Roberts se ha probado con éxito en un túnel de viento terrestre, todavía no ha podido recaudar los 4 millones de dólares necesarios para construir y probar el prototipo, y el plan del "Campo de molinos de viento de gran altitud" ha sido fríamente recibido por los inversores. Roberts se burló de sí mismo: "Quizás estén más dispuestos a gastar su dinero en proyectos energéticos con beneficios de seguro". Hipólito es mucho más optimista. Él cree que los equipos de generación de energía con cometas ocupan un área pequeña pero pueden generar una energía enorme, lo cual es mejor que los generadores de planeadores, los molinos de viento y otros proyectos similares. Definitivamente se convertirá en la primera opción para los equipos de generación de energía eólica en el futuro: "Incluso si el. El diseño no se puede convertir en un producto de inmediato, todavía tenemos que confiar en su imaginación. Siempre que encuentre la tecnología adecuada para regularlo, se convertirá en una poderosa fuerza productiva en poco tiempo.
"(Texto/coreano)? (Fuente: "Nuevo conocimiento")