Войти
Первый в мире ветряк мощностью в мегаватт турбина на Дедушкин Ручке, Каслтон, Вермонт Координаты : 43 ° 39′29,6 ″ с.ш., 73 ° 6′22,7 ″ з.д. / 43,658222 ° с.ш., 73,106306 ° з.д. / 43,658222; -73.106306
Ветряная турбина Смита – Патнэма была первой в мире ветряной турбиной мегаваттной мощности. В 1941 году он был подключен к местной системе распределения электроэнергии на Дедушкин Ручке в Каслтоне, Вермонт, США. Он был разработан Палмером Косслетом Патнэмом и произведен компанией S. Morgan Smith. Турбина мощностью 1,25 МВт проработала 1100 часов, прежде чем лопасть вышла из строя в известном слабом месте, которое не было усилено из-за нехватки материалов во время войны. Это будет самая большая ветряная турбина, когда-либо построенная до 1979 года.
Турбина имела две лопатки, 175 футов (53 м) в диаметре, на стороне подветренной стороны 120-футового (36 м) стальная решетчатая башня. Каждое лезвие было примерно 8 футов (2,4 м) в ширину, 66 футов (20 м) в длину и весило восемь тонн. Лопасти были построены на стальных лонжеронах и покрыты обшивкой из нержавеющей стали. Лонжероны лопастей шарнирно прикреплялись к ступице, что позволяло им принимать небольшую коническую форму. Генератором был 1250 кВт, 600 об / мин синхронный генератор производства General Electric, производивший 2400 В при 60 циклах. Генератор и ступица ротора были установлены на балке стержня, которая позволяла ротору улавливать ветер с разных направлений. Шаг лопастей регулировался гидроцилиндрами для поддержания постоянной скорости.
Палмер Патнэм заинтересовался производством электроэнергии из ветра после наблюдения сильных ветров на Кейп-Код. Патнэм знал о балаклавской турбине 100 кВт и хотел улучшить ее характеристики. К 1937 году он подписал контракт с General Electric и Central Vermont Public Service Corporation. General Electric предоставила генератор, а Central Vermont Public Services Corporation была заинтересована в поставке энергии, которая могла бы заменить покупную энергию для удовлетворения пиковых нагрузок. Между первыми обсуждениями и производством электроэнергии прошло всего 23 месяца.
Палмер пришел к выводу, что наиболее многообещающей концепцией был двухлопастной пропеллер, приводящий в движение синхронный генератор переменного тока. Разработал эскизный проект и смету. Доктор Ванневар Буш, декан инженерного отдела Массачусетского технологического института, положительно отреагировал, когда ему показали эти расчеты в 1937 году. Буш представил Патнэма вице-президенту General Electric Company г-ну Т. Найту. С этого момента Патнэм смог привлечь к услугам некоторых очень талантливых людей, в том числе Теодора фон Кармана, всемирно известного специалиста по аэродинамике, для оказания помощи в проектировании, параметрических исследованиях, анализе затрат, выборе места и определении характеристик ветра..
В 1939 г. в Аэронавигационные лаборатории Гуггенхайма Калифорнийского технологического института (GALCIT) обратился Палмер С. Патнэм с просьбой разработать турбину. Теодор фон Карман разработал и реализовал аэродинамический дизайн. К сожалению, аналитические выводы Ранни относительно устойчивости гигантской ветряной мельницы не были включены в прототип, который был построен и испытан на горе.
Патнэм получил финансовую и техническую поддержку из Йорка, штат Пенсильвания. Компания Smith произвела гидроэлектрические гидравлические турбины. Поскольку количество возможных участков для строительства гидроэлектростанций сокращалось, компания Смит стремилась диверсифицировать свою деятельность в рамках новой, но родственной линии продукции. Компания S. Morgan Smith Co. согласилась взять на себя проект в качестве генерального подрядчика и профинансировала строительство экспериментальной турбины.
Местом, выбранным для прототипа турбины, была ранее неназванная возвышенность в 2000 футов (600 м), названная «Дедушкина ручка»; эта гора была не такой высокой, чтобы на ней образовывался чрезмерный лед, но зато была большая скорость ветра. Доступ к площадке потребовал строительства дороги с уклоном от 12 до 15%. Из-за надвигающегося вступления Соединенных Штатов во Вторую мировую войну некоторые фундаментальные исследования и испытания были пропущены, чтобы основные компоненты могли быть изготовлены до того, как возникнет нехватка материалов во время войны.
В августе 1941 года начались холостые испытания установки для проверки механической работы турбины и системы управления лопастями. Генератор был впервые синхронизирован с местной электросетью вечером 19 октября 1941 г. и испытан под нагрузкой от нуля до 700 кВт. С момента пуска до февраля 1943 года установка проработала около 1000 часов, когда вышел из строя подшипник вала. Из-за материальных приоритетов военного времени подшипник не заменяли до 3 марта 1945 года, когда установка проработала еще три недели.
Рано утром 26 марта 1945 года дежурный оператор гондолы турбины был сбит вибрацией. Остановил турбину. В ходе расследования было обнаружено, что одна лопасть турбины отломилась и упала на расстоянии около 750 футов (229 м) от нее. Лопасть вышла из строя в ранее отремонтированном слабом месте лонжерона; из-за нехватки военного времени было нецелесообразно завершить полный ремонт и усиление основания лопасти.
Исследование, проведенное в 1945 году, показало, что блок из шести турбин, подобных прототипу мощностью 9 МВт, может быть установлен в Вермонте по цене около 190 долларов США за киловатт. Однако экономическая ценность для энергокомпании составляла всего 125 долларов за киловатт, а ветряная турбина не считалась экономически жизнеспособной в 1,5 раза. Хотя компания S. Morgan Smith потратила более 1,25 миллиона долларов США на прототип турбины, полностью из частных источников, она пришла к выводу, что перспективы получения прибыли от дальнейшего развития недостаточны. После аварии в марте 1945 года ремонт так и не проводился. Прототип турбины был демонтирован в 1946 году, и сегодня на месте остались только бетонные опоры и маркировочная доска. В предисловии к книге Патнэма Ванневар Буш заявил, что проект подтвердил концепцию синхронной генерации ветровой энергии и прогнозирует будущее коммерческое использование ветряной электроэнергии.
