61

Ветровая турбина Fennec от ОКБ Атом

  •  © okbatom.ru
Очевидным трендом в области глобальной энергетики уже несколько лет является экологичность. «Зеленая» энергия — не просто дань моде, а забота о стабильном развитии. Ветровая энергетика, вероятно, одно из самых прогрессивных направлений этого тренда.

ЗАДАЧА

Максим Кузин, главный конструктор: «Интерес к ветровой энергетике у нас появился благодаря коллегам из УВЗ, рассказавшим о некоторых амбициозных задачах в этой отрасли и соответствующих им рыночным возможностям. Мы выработали несколько гипотез, провели исследовательскую работу, и сформировали набор характеристик, которым должна удовлетворять установка. Среди них — устойчивость к экстремальным климатическим и сейсмическим условиям, возможность применения от крайнего Севера до африканской пустыни, длительный ресурс, удобство транспортировки и легкость развертывания.

Безусловно создание нового продукта всегда сопряжено с трудностями. Традиционный фактор — время. Работать приходится в очень сжатых сроках, тем не менее предвосхищая и опережая задачи будущего, анализируя мировой опыт и объединяя его с потребностями и проблемами современности.

  •  © okbatom.ru

К идее применения гиперболоидных оболочек нас вдохновили работы российского инженера Владимира Григорьевича Шухова. Этой работой мы дали новый виток развития его трудов, переведя их из статичной плоскости в полноценную динамику».

Вычислительные мощности для выполнения инженерных расчетов на суперкомпьютере «Минин» предоставлены нашими коллегами из ЦНИИ «Буревестник».

  •  © okbatom.ru

КОНСТРУКЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Fennec это ветровая турбина с длительным сроком автономной работы (без сервисного обслуживания) и с общим сроком эксплуатации — порядка 50 лет в самых агрессивных условиях. Чтобы обеспечить такие возможности, потребовалось применить нестандартные конструкторские решения и технологии. Большая часть деталей ротора изготовлена из сплавов алюминия, применяемых в авиации: Д16, АД31, АМг2Н2. Они обладают высокой коррозионной стойкостью и необходимыми механическими характеристиками. При этом вес 6-ти метровой лопасти составил всего 5 кг.

В результате мы создали действительно компактную ветровую установку, на базе которой можно строить распределенные сети. Конструкция ротора, позволившая добиться требуемой компактности, высокой механической прочности, низкой частоты вращения и пусковой скорости оказалась не совсем традиционной и представляет собой гиперболоидную оболочку, построенную из алюминиевых лопастей с оптимальным аэродинамическим профилем.

  •  © okbatom.ru

  •  © okbatom.ru

  •  © okbatom.ru

ИСПЫТАНИЯ

Максим Кузин, главный конструктор: «Внутренние испытания мы провели в Москве. Отработав схему монтажа, проверили механическую прочность и устойчивость. Продули потоком скоростью до 10 м/с. Получив ожидаемые штатные показатели, подтвердили расчеты и убедились в эффективности всех систем.

Первым „боевым“ испытанием ветровой турбины стала демонстрация на международной выставке вооружения IDEX в Баку, который, к слову, именуют „городом ветров“. Нам повезло в течение 10 дней выставки застать очень хороший набор погодных условий: штормовой ветер с холодным проливным дождем сменяло жаркое солнце. Увидели работу установки в сложных климатических условиях, оценили заложенные меры подготовки к ним, собрали ценную информацию, которая уже во втором образце позволила заложить ряд усовершенствований. Также любопытно было увидеть, что фактическая выработка энергии происходит даже при малом ветре в 3 — 4 м/с, что является недостижимым показателем для ближайших мировых аналогов».

  •  © okbatom.ru

ПРЕИМУЩЕСТВА

Основным преимуществом ветровой турбины Fennec перед ветрогенераторами других производителей является возможность извлекать энергию там, где другие решения эффективно работать не могут. Например, для возможности применения в городской черте необходимо сделать ротор предельно тихоходным, тем самым снизив уровень кинетической угрозы и шума, сохранив при этом приемлемую удельную выработку. В труднодоступных горных регионах компактность установки имеет решающее значение, так как доставить и закрепить объекты больших размеров в такой местности не всегда возможно. В свою очередь, в пустыне важно надежно защититься от песка (который в этом случае выступает в роли абразива) и резких суточных колебаний температуры (от +56 до -12 градусов по Цельсию).

Турбина Fennec Aerograde 4 работает на очень низкой частоте (60 — 90 об/мин), бесшумно и не передавая вибраций на опору. В ней применяются подшипники высочайшего класса, а нагрузка распределяется одновременно на несколько узлов, трущиеся части которых надежно загерметизированы. Все эти факторы вместе существенно увеличивают ресурс и межсервисный период работы. Телеметрическая система позволяет следить за состоянием оборудования и управлять им удаленно. Турбина транспортируется в собранном виде в стандартном 20-ти футовом контейнере, что существенно снижает логистические затраты.

  •  © okbatom.ru

  •  © okbatom.ru

  •  © okbatom.ru

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ

В первую очередь мы рассчитываем на внимание ресурсодобывающих и энергетических корпораций, а также компаний, работающих в труднодоступных регионах и сложных климатических условиях, ряд которых заявил о твердом намерении существенно нарастить долю возобновляемых источников энергии в общей картине потребления.

Помимо этого мы представим комплексные инфраструктурные проекты, построенные на базе наших технологий и продуктов, позволяющие осваивать и развивать регионы со сложными условиями. Одним из первых решений будет комплексная транспортно-энергетическая инфраструктура, система связи и производство пресной воды.

В дополнение к основным преимуществам ветровой турбины Fennec, таким как компактность, безопасность, длительный срок эксплуатации и применение в любых климатических условиях, важной особенностью является возможность построения на ее базе надежных и легко обслуживаемых электросетей. В отличие от классических ветровых электростанций, где вся мощность обеспечивается одной большой турбиной, а в случае неполадок выработка энергии полностью прекращается, сеть ветровых установок Fennec состоит из независимых модулей, где выход из строя одной или нескольких турбин не влечет за собой отказ всей системы и позволяет станции работать автономно до приезда технического специалиста.

  •  © okbatom.ru
Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен и сделайте вашу ленту объективнее!

  • 9
    SergeySeverny SergeySeverny
    16.02.1804:56:09

    очень элегантное решение! замечательно!

  • 4
    Иван Катаев Иван Катаев
    16.02.1807:21:07

    Интересно какая у нее мощность?

    • 1
      Нет аватара FeniksHoly
      16.02.1810:10:56

      судя по видео мощность там смешная 25 В и 1-2 ампера при ветре порядка до 5 м/с то есть 25-50Вт. То есть за сутки она наработает около 1Квт. Обычные вентиляторы работают на скоростях до 15мс дальше тормозяться. То есть гипотетически можно предположить что такая система будет эффективна при сильных и порывистых ветрах — если это так же не критично для конструкции. А на медленный ветер смысла нет расчитывать — солнце рулит там где нет ветра .

      ТО есть примерно столько же выдаст обычная солнечная батарея размера 1*2м в течении засвета около 4-6 часов. вот и считай .

      Подобные системы нигде не развиты потому как малоэффективны. Понятное дело что увеличив размеры конструкции сделав ее из композитов можно существенно увеличить мощность, но вентиляторы не зря везде по миру стоят так же как и солнечные панели на кремние.

      • 0
        kolop kolop
        16.02.1812:16:58

        Также любопытно было увидеть, что фактическая выработка энергии происходит даже при малом ветре в 3 — 4 м/с, что является недостижимым показателем для ближайших мировых аналогов

      • 3
        Zveruga Zveruga
        16.02.1813:24:25

        Идеальным будет сочетание трёх экологичных источников энергии, солнце + ветер + перепад температур между воздухом и землёй. А в качестве накопителя энергии лучше всего использовать воду в ёмкости.

        1. Светит солнце и нет ветра — работает солнечная батарея.

        2. Пришли тучи, солнца нет, но появился ветер — работает ветряк.

        3. Бывают и ночи без ветра и солнца. Летом такие ночи очень жаркие, а зимой могут быть и тёплыми и ледяными, но во всех случаях температура воздуха сильно отличается от температуры на определённой глубине земли. Для генерации таким способом существуют геотермальные генераторы на основе лёгких хладагентов, типа аммиака.

        4. И всё это накапливать в накопитель воды, который потом используется и для генерации энергии гравитационным методом и для потребления этой самой воды людьми, животными, растениями.

        Вот если бы кто создал такое, чтобы всё и модульное и чтобы можно было легко объединить вместе, то получился бы очень хороший товар для частных домовладений, фермеров, небольших производств.

        • 0
          Павел П Павел П
          17.02.1801:50:15

          Делали у нас подобное вашей хотелке, правда слегка попроще, ветер\солнце\дизель. Похоже не прокатило, дорого выходит и поэтому никто особо не бежит покупать.

          •  © kga.ru

          Вот если бы кто создал такое, чтобы всё и модульное и чтобы можно было легко объединить вместе, то получился бы очень хороший товар для частных домовладений, фермеров, небольших производств.

          Такие системы пока находят применение только тогда когда другие варианты недоступны. По большому счёту энергия выходит практически золотой и система не окупается. Допустим если использовать солнечные панели и для снижения цены системы отказаться от аккумуляторов (которые работают в среднем примерно 5 лет, потом замена) и работать через грид то при работе в средней полосе России такая система окупится примерно через 22-25 лет при условии 100% работоспособности.

          Отредактировано: Павел П~01:55 17.02.18
          • 0
            Sergey Ognev Sergey Ognev
            20.02.1814:42:44

            Fennec это ветровая

            эти виды энергии нужно называть правильно — нестабильные

            поэтому для стабилизации нужны аккумуляторы, а они стоят в 8-12 раз больше чем СЭС или ВЭС и менять их нужно раз в 5 лет полностью…

            лучше всего сохранять полученую энергию в водороде.

            дилетанты всегда придумывают как получать зеленую энергию, а профессионалы ищут пути сохранения.

            Отредактировано: Sergey Ognev~14:44 20.02.18
      • 0
        Владислав Болдов
        16.02.1820:26:55

        Человек на велосипеде может развивать мощность 200-300 Вт. Ты остановишь эту махину ногами? Я думаю только один раз. Судя по размерам её мощность 2-10 КВТ, в зависимости от скорости ветра и восходящих потоков.

        Отредактировано: Владислав Болдов~20:34 16.02.18
        • 0
          Нет аватара FeniksHoly
          16.02.1822:41:24

          я мил человек доверяю цифрам и измерительным приборам ,а не вашим личным фантазиям — видео пересмотрите — там все четко продемонстрированно — и показометры вольтажа и ампердажа ))) и скорость дуйки — все есть. мозгом и глозами надо просто иногда пользоваться - а мечтать лучше во сне .

          А приувеличение хорошо когда вы с мужиками в гараже за пивом вгрызаетесь в вами выловленного на Селегере здоровенного леща купленного час назад в супермаркете.

          • 0
            Николай Белый Николай Белый
            17.02.1800:04:13

            Ну показано при ветре около 4 м/с, наверно не зря они поставили вольтметр на 75 В и амперметр на 30А.

            • -1
              Нет аватара FeniksHoly
              17.02.1801:06:58

              ))) доставил спасибо — хорошая шутка. возможно ты ребенок — школьник или

              еще какой хомоэректус. я в 5-7 летнем возрасте о характеристиках машин и другой техники судил по цифрам на показометрах ) так что у вас все еще впереди .

              так чисто поржать — какой вы ветер предполагаете что бы это заработало на весь спидометр? )))) подсказка для толкинистов и верующих в Деда Мороза — вырабатываемый ток геной будет расти линейно ) и только в сказках, снах и фантазиях он будет переть экспоненциально и в итоге эта система тупо взорветься ))))

              Отредактировано: FeniksHoly~01:07 17.02.18
              • 0
                Николай Белый Николай Белый
                17.02.1815:51:53

                Хах, хохол что ли, чего такой говнистый?

                Ну ок, приведи модель генератора и его даташник, потом поговорим))

                Заодно не забудь указать обороты генератора при скорости ветра 4м/с))

                tad74. ru/d/255093/d/generatory-tipa-52.3771. pdf    

                Отредактировано: Николай Белый~15:52 17.02.18
                • -2
                  Нет аватара FeniksHoly
                  17.02.1816:31:17

                  беда с мозгом походу он сгнил — глазками посмотри видео, а не жопой может что поймешь.

                  • 0
                    Николай Белый Николай Белый
                    17.02.1823:44:04

                    Сказать по теме явно нечего, одни оскорбления, ожидаемо))

                    • 0
                      Нет аватара FeniksHoly
                      18.02.1800:29:33

                      считать научись для начала и глаза с мозгом использовать тогда будут разговры по теме.

  • 3
    Александр Инин Александр Инин
    16.02.1807:27:06

    Мне посчастливилось в жизни Ведущего конструктора столкнуться с похожими приёмами при конструировании. Мне нужна была точность изделия до 0,01мм и поэтому необходимо было применить именно самоцентрирующиеся подшипники(как показано на фото). Именно эти подшипники дают возможность вращающейся системе «не клинить» при определённых ветровых нагрузках.Важна и смазка и защита подшипниковых узлов от пыли и песка. Важна динамическая балансировка в разумных пределах. Конструкция должна обеспечивать надёжность и долговечность при работе в области знакопеременных нагрузок, возникающих во время вращения системы. Это наиболее опасный вид напряжений. Поэтому места сопряжений деталей с друг другом, места возможной сварки, места выполнения в деталях отверстий и резких перепадов толщин может вызвать быстрое разрушение конструкции. Детали несущие основную ветровую нагрузку должны обладать пружинящими свойствами, они лучше реагируют на знакопеременные нагрузки. Видимо позже можно будет лопасти, да и максимально всю конструкцию выполнить из графеновых материалов желательно со свойством быстрого срастания материала по возникшим трещинам. Такие материалы с такими свойствами уже есть. При скором переходе человечества в новый технологический уклад, будет возможно применение многих материалов и технологий практически бесплатно за счёт использования робототехники, которая просто обесценит деньги. Борьба с шумовыми эффектами тоже уже есть, просто подаются звуки в противофазе специальными установками. Благодарю за интересный подбор материала.

    • 0
      Владислав Болдов
      16.02.1820:50:28

      Если решил похоронить идею создав результат с космической ценой, то это тебе удастся, но создать очередной для мира автомат Калашникова похоже нет.

      Подшипник сферический двухрядный роликовый не обеспечит вам такие биения, он для этого не предназначен, но он обеспечит хождение жд вагона только гарантированно 6 лет, при сроке эксплуатации более 15. А ветроустановке и более.

      • 0
        Александр Инин Александр Инин
        17.02.1809:26:31

        Совсем скоро конструкторам позволят делать надёжные и долговечные устройства. Это и нужно обществу. Тот кто думает о деньгах — это человек прошлого. При внедрении нового технологического уклада (роботизация), на первый план выйдут надёжность, долговечность, эргономика, дизайн изделия. Неужели вы против такого Мира, в котором торжествует Разум, деньги будут убирать — это тормоз на развитии человечества. Творчество — это основа ближайшего Будущего. Лично я за будущий Мир Разума, а это надёжность, долговечность, эргономика, дизайн изделия. Мир поросят с соломенным домом должен быть в прошлом.

        • 0
          Нет аватара vlad_i_slav
          20.02.1813:53:43

          Даже не смешно. История говорит об обратном движении. Вы, конечно, неплохой человек. Точнее, с хорошими побуждениями. Но не дай Бог никому жить в мире, которым управляет разум. И только он.

          • 0
            Александр Инин Александр Инин
            21.02.1808:09:19

            Разум — это не вседозволенность, а у людей будут определённые обязательства перед Обществом. Без Общества человек превратится в безмолвную «траву». Наверно и вы бы не рискнули нарушить правила существования Общества и оставить себя и своих детей одних с Природой. В таком Обществе Вам будет многое дозволено: и жильё, и питание, и образование, и поддержка здоровья, вам доставят всё необходимое, что вы закажите, отработав положенное время на Общество, вы свободно можете творить в выбранном Вами направлении, Вам будет предоставлены Возможность использования ресурсов Общества(в том числе и Энергия, и производство) для изготовления образцов изделий придуманных Вами, возможно по Вашим чертежам или чертежам Общества,полная СВОБОДА, если вы живёте в Обществе людей. Хотите жить отдельно от общества — ваше право, но тогда заботиться о себе необходимо самому, попробуете, надоест, вернётесь в Общество с его простыми правилами — «приносить пользу Обществу в его построении и развитии». Ведь это же нормально и разумно. Это мечта человечества, думаю нет ничего лучше как работать с людьми по решению различных задач. Такое Общество приобретёт особую Культуру Жизни, в таком Обществе будет интересно жить!

  • 2
    Нет аватара segfault
    16.02.1808:19:18

    Очень интересно! Поиск навскидку ничего аналогичного в мире не дал, хотя, казалось бы, идея практически на поверхности. Где бы еще посмотреть сравнение технических характеристик с существующими технологиями?

    Как профессионалу (и непосредственно причастному) еще очень хочется узнать детали моделирования в «Буревестнике»: какое ПО использовалось, сколько было задействовано узлов, размер сетки, полученная эффективность расчетов.

    P. S. В свое время я был весьма впечатлен использованием гиперболоидных структур для силовых электрических разъемов — такие разъемы обеспечивают уникальную надежность соединения.

    Отредактировано: segfault~08:20 16.02.18
  • 6
    Нет аватара treins
    16.02.1809:38:16

    ©Видео с youtube.com/ https://www.youtube.com/embed/4UPcOu4bdgM

  • 4
    kolop kolop
    16.02.1812:37:55

    Интересная идея, похожий ветряк уже есть, только лопасти там стоят перпендикулярно к земле и создают большой шум. Тут решили уменьшить обороты, но увеличить мощь, соответственно при малых оборотах выработка энергии не уменьшается. Если, как они пишут, они добились того, что ветряк не создаёт вредный шум и может применяться в черте города, тогда можно смело ставить на крышу многоэтажки и получать энергию для дома.

    На счёт, что лучше солнечные батареи или ветряк, так есть плюсы и минусы у каждого. Солнечные батареи в первую очередь дороги и окупаются примерно (на сколько я знаю) через 5 лет и работают когда есть свет (логично    ). Ветряк — шумный, за ним надо следить (делать очистку лопастей, смазывать, появилась ли усталость метала) и как солнечные батареи завесит от погодных условий.

  • 0
    Нет аватара vlad_i_slav
    20.02.1813:46:14

    единственная настоящая перспектива в энергетике — термоядерный синтез гелия-3. 200 тонн вещества закрывает годовые потребности человечества. А эти все «зеленые» технологии с КПД ниже плинтуса сплошное баловство. Да и зеленые они с очень большой натяжкой. Экологически чистых технологий преобразования энергий не существует. Очередная погоня за вечным двигателем.

  • 0
    Нет аватара Анкудиновский
    18.07.1818:05:37

    «Анемофикация" - термин широко использовался в 20-30-е годы прошлого века.

    Вот и я решил написать статью на тему анемофикации: «Анемофикация: конец и вновь начало?".

    См. по ссылке: [ссылки отключены]

    • 0
      Е.Юрий Е.Юрий
      18.07.1818:09:32

      Можете разместить здесь в личном блоге.

Написать комментарий
Отмена
Для комментирования вам необходимо зарегистрироваться и войти на сайт,