Войти
Энергия ветра в воздухе (AWE ) - это прямое использование или генерация ветра энергия с помощью аэродинамических или аэростатических подъемных устройств. Технология AWE способна улавливать высокогорные ветры, в отличие от ветряных турбин, в которых используется ротор, установленный на опоре.
Термин «энергия ветра на большой высоте» (HAWP) использовался для обозначения систем AWE. Однако семантически HAWP может также включать системы преобразования энергии ветра, которые каким-то образом расположены на большой высоте от земли или поверхности моря. В настоящее время использование термина "воздушные ветроэнергетические системы" (AWES) более распространено в исследовательском сообществе.
Предлагаются различные механизмы для захвата кинетической энергии ветра, например, воздушных змеев, кайтонов, аэростатов, планеры, планеры с турбинами для регенеративного парения, планеры с турбинами или другими аэродинамическими профилями, в том числе многоточечные конструкции или удержания на местности. Как только механическая энергия получена из кинетической энергии ветра, появляется множество вариантов использования этой механической энергии: прямая тяга, преобразование в электричество на высоте или на наземной станции, преобразование в лазер или микроволновое излучение для передачи энергии на другие летательные аппараты или наземные приемники. Энергия, генерируемая высотной системой, может использоваться на высоте или отправляться на поверхность земли посредством проводящих кабелей, механической силы через трос, вращения бесконечной петли линии, движения измененных химикатов, потока газов высокого давления, потока газа низкого давления. газы под давлением, лазерные или микроволновые лучи.
Ветры на больших высотах становятся более устойчивыми, устойчивыми и более скоростными. Поскольку энергия ветра увеличивается как куб скорости (закон куба скорости), при условии, что другие параметры остаются неизменными, удвоение скорости ветра дает в 2 = 8 раз больше мощности; утроение скорости дает в 3 = 27 раз доступную мощность. При более устойчивых и более предсказуемых ветрах высокогорный ветер имеет преимущество перед ветром у земли. Возможность определения местоположения HAWP на эффективных высотах и использование вертикального измерения воздушного пространства для ветряного земледелия дает дополнительные преимущества при использовании высокогорных ветров для выработки энергии.
Высотные ветряные генераторы можно регулировать по высоте и положению, чтобы максимизировать отдачу энергии, что непрактично для стационарных ветрогенераторов, устанавливаемых на опорах.
В каждом диапазоне высот исследователи и разработчики решают проблемы, связанные с высотой. По мере увеличения высоты тросы увеличиваются в длине, изменяется температура воздуха и изменяется уязвимость к атмосферным молниям. С увеличением высоты увеличивается подверженность обязательствам, увеличиваются затраты, изменяется воздействие турбулентности, увеличивается вероятность того, что система будет летать более чем в одном направленном слое ветра, и затраты на эксплуатацию изменятся. Управляемые системы HAWP должны преодолевать все промежуточные высоты до конечных рабочих высот, являясь сначала низко-, а затем высотным устройством.
Для всех точек на Земле подготовлен атлас высоко- высотного ветроэнергетического ресурса. Аналогичный атлас глобальной оценки был разработан в Joby Energy.
Энергию ветра можно улавливать воздушными змеями, кайтонами, привязанными планерами, привязанными планеры, аэростаты (сферические, а также фигурные кутуны), лопастные турбины, крыловые профили, матрицы профилей, парашюты, переменные парашюты, спиральные крылья, турбины Дарье, дирижабли с эффектом Магнуса VAWT, несколько -роторные комплексы, тканевые воздушные змеи Jalbert-парафоил, однолопастные турбины, флипвинги, тросы, уздечки, веревочные петли, развевающиеся лопасти, волнистые формы, пьезоэлектрические материалы и многое другое.
Когда цель схемы - продвижение на кораблях и лодках, привязанные к ветру объекты будут иметь тенденцию иметь большую часть захваченной энергии в виде полезного напряжения в основном страховочном тросе. Поднятые рабочие органы будут использоваться для поддержания полезного напряжения даже во время движения корабля. Это метод пауэркайтинга. Этот сектор HAWP - самый устанавливаемый метод. Фольклор предполагает, что Бенджамин Франклин использовал метод вытяжения HAWP. Джордж Покок был лидером в буксировке транспортных средств с помощью тяги.
Самолеты HAWP нужно контролировать. Решения во встроенных системах имеют механизмы управления, расположенные по-разному. Некоторые системы бывают пассивными, активными или смешанными. Когда блок управления воздушным змеем (KSU) поднимается, KSU может быть роботизированным и автономным; KSU может управляться с земли с помощью радиоуправления живым человеком-оператором или с помощью интеллектуальных компьютерных программ. В некоторые системы встроены датчики в корпусе самолета, которые сообщают такие параметры, как положение, относительное положение других частей. Блоки управления воздушным змеем (KCU) задействовали не только рулевое управление; Скорость и направление наматывания троса можно регулировать в соответствии с натяжением троса и потребностями системы во время фазы выработки энергии или фазы возврата без выработки энергии. Детали управления воздушным змеем могут быть разными.
механическая энергия устройства может быть преобразована в тепло, звук, электричество, свет, напряжение, толкает, тянет, лазер, микроволновая печь, химические изменения, или сжатие газов. Тяга - это прямое использование механической энергии при буксировке грузовых судов и кайтбордистов. Есть несколько методов получения механической энергии из кинетической энергии ветра. Заякоренные аэростаты легче воздуха (LTA) используются в качестве подъемников турбин. Привязанные аэродинамические профили тяжелее воздуха (HTA) используются в качестве подъемников или самих турбин. Для захвата HAWP создаются и используются комбинации устройств LTA и HTA в одной системе. В литературе представлено даже семейство автономных бортовых устройств, которые фиксируют кинетическую энергию высокогорного ветра (начиная с описания в 1967 году Ричарда Миллера в его книге «Без видимых средств поддержки») и современной патентной заявки Дейл К. Крамер, участник парящего планера, изобретатель.
Исследование инновационных технологий в области авиационных ветряных турбин показывает, что наиболее распространенный тип AWT типа «воздушный змей» имеет большие возможности для развития в будущем; на его долю приходилось около 44% всей переносимой по воздуху энергии ветра в 2008–2012 гг. AWT типа воздушного змея извлекают энергию через ветряные турбины, подвешенные на большой высоте, используя воздушные змеи, такие как многосвязный воздушный змей, воздушный змей и круговой вентилятор двойного назначения, воздушные змеи с вращающимся крылом и т. Д.
Производство электроэнергии - лишь один из вариантов получения механической энергии; однако этот вариант преобладает в центре внимания профессионалов, стремящихся поставлять большие объемы энергии для коммерческих и коммунальных предприятий. Длинный набор дополнительных опций включает буксировку водяных турбин, перекачивание воды или сжатие воздуха или водорода. Расположение электрогенератора - отличительная черта среди систем. Управлять генератором в воздухе можно разными способами. Размещение генератора в районе швартовки - еще один крупный вариант дизайна. Вариант в одной системе с генератором на высоте и на наземной станции использовался, когда небольшой генератор управляет электронными устройствами на высоте, в то время как наземный генератор является большим рабочим, производящим электричество для значительных нагрузок.
Конфигурация «Карусель»: несколько воздушных змеев летают на постоянной высоте и на больших высотах, приводя во вращение генератор, который движется по широкой круговой направляющей. Для большой карусельной системы полученная мощность может быть рассчитана порядка ГВт, используя закон, который рассматривает достижимую мощность как функцию диаметра, возведенного в пятую степень, в то время как приращение стоимости генератора является линейным.
Один из методов поддержания работоспособности систем HAWP в воздухе - это использование плавучих аэростатов независимо от того, поднят ли электрический генератор или оставлен на земле. Аэростаты обычно, но не всегда, имеют форму для достижения эффекта кайтинга. Пополнение утечки подъемного газа принимает различные решения. В случае продуктивного ветра аэростаты обычно сдуваются аэродинамическим сопротивлением широкой и неизбежной поверхности Рейнольдса, что фактически исключает их из категории HAWP.
Концептуально, две соседние горы (естественные или с учетом местности) или искусственные здания или башни (городские или искусственный) мог бы иметь ветряную турбину, подвешенную между ними с помощью тросов. Когда HAWP соединяется кабелем между двумя горными вершинами через долину, устройство HAWP не находится в воздухе, а поддерживается кабельной системой. Известно, что такие системы не используются, хотя в патентах описываются эти методы. Когда необвязанные мосты являются основой для удержания ветряных турбин высоко над землей, они группируются с обычными башенными турбинами и выходят за рамки намерений HAWP, где привязка бортовой системы является основой.
Молния, движение самолетов, порядок действий в чрезвычайных ситуациях, проверка системы, маркировка видимости частей системы и ее тросов, электробезопасность, разгон- Процедуры крыла, управление избыточной мощностью, подходящая швартовка и многое другое формируют среду безопасности для систем HAWP.
Было несколько периодов повышенного интереса к HAWP до современной деятельности. В первом периоде основное внимание уделялось буксировке экипажей по суше и улавливанию атмосферного электричества и молний для использования людьми. Второй период пришелся на 1970-е и 1980-е годы, когда процветали исследования и инвестиции; падение цен на нефть привело к отсутствию значительных установок HAWP. Рентабельность инвестиций (ROI) была ключевым параметром; что ROI остается в центре внимания текущей деятельности по развитию, в то время как на заднем плане находится движение за возобновляемые и устойчивые источники энергии, поддерживающее ветроэнергетику любого вида; но HAWP должен конкурировать по рентабельности инвестиций с традиционными решениями с возвышениями. Испытательный центр в Листа, Норвегия обеспечивает независимую проверку исследований.
Ранние века кайтинга показали, что кайт представляет собой роторный двигатель, который вращает часть привязи вокруг точки швартовки и заставляет руки двигаться из-за энергии, улавливаемой более сильным ветром в механическое устройство. Напряжение в приподнятых устройствах выполняет работу по поднятию и вытягиванию частей тела и вещей. Энергия ветра (AWE) для HAWP зародилась тысячи лет назад; определение того, что произошло, и разработка предполагаемых возможностей привязных самолетов для выполнения специальных работ - вот что происходит в AWE HAWP. То, что для одних работников «низко», для других «высоко».
 | На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с Воздушной ветроэнергетикой. |
Портал возобновляемой энергии 
