211service.com
En design för billigare vindkraft
FloDesign vindkraftverk , en spin-off från flygbolaget FloDesign baserat i Wilbraham, MA, har utvecklat ett vindkraftverk som kan generera elektricitet till halva kostnaden för konventionella turbiner. Företaget samlade nyligen in 6 miljoner dollar i sin första omgång av riskfinansiering och har tillkännagett partnerskap med vindkraftsutvecklare.
Vindstråle: En återgivning av en ny turbindesign, som kan öka energin som fångas upp från vind.
Företagets design, som bygger på teknik utvecklad för jetmotorer, kringgår en grundläggande gräns för konventionella vindkraftverk. Vanligtvis, när vinden närmar sig en turbin, tvingas nästan hälften av luften runt bladen snarare än genom dem, och energin i den avböjda vinden går förlorad. I bästa fall fångar traditionella vindkraftverk bara 59,3 procent av energin i vind, ett värde som kallas Betz-gränsen.
FloDesign omger sina vindturbinblad med ett hölje som leder luft genom bladen och påskyndar den, vilket ökar kraftproduktionen. Den nya designen genererar lika mycket kraft som ett konventionellt vindturbin med dubbelt så stora blad i diameter. Den mindre bladstorleken och andra faktorer gör att de nya turbinerna kan packas närmare varandra än konventionella turbiner, vilket ökar mängden kraft som kan genereras per hektar mark.
Tanken på att omsluta vindkraftverksblad är inte ny. Men tidigare konstruktioner var för stora för att vara praktiska, eller så fungerade de inte bra, delvis för att bladen var tvungna att vara mycket nära inriktade mot vindens riktning – inom tre eller fyra grader, säger Stanley Kowalski , FloDesigns VD. De nya bladen är mindre och kan arbeta i vinklar på upp till 15 till 20 grader bort från vindens riktning.
Framifrån ser vindturbinen ut ungefär som luftintaget från en jetmotor. När luft närmar sig möter den först en uppsättning fasta blad, kallad statorn, som omdirigerar den till en uppsättning rörliga blad – rotorn. Luften vrider rotorn och kommer ut på andra sidan och rör sig långsammare nu än luften som strömmar utanför turbinen. Höljet är format så att det styr denna relativt snabbrörliga uteluft in i området precis bakom rotorerna. Den snabbt rörliga luften påskyndar den långsamt rörliga luften, vilket skapar ett område med lågt tryck bakom turbinbladen som suger mer luft genom dem.
Det är troligt att en sådan design kan fördubbla eller tredubbla en turbins effekt, säger Paul Sclavounos , professor i maskinteknik vid MIT. En del av ökningen kommer helt enkelt från att leda luften till turbinen med höljet. Men Sclavounos noterar att det också hjälper att använda vinden som omger turbinen för att påskynda luftflödet, eftersom kraften som produceras av ett vindturbin ökar med vindhastighetens kub. Nyckelfrågan är om de nya turbinerna kan byggas och underhållas till en tillräckligt låg kostnad, säger Sclavounos.
FloDesign har redan byggt en liten prototyp för vindtunneltester. Nästa steg är att bygga ett system med 12 fot i diameter och 10 kilowatt för fälttester. Prototypen kommer att vara färdig i slutet av nästa år eller början av 2010, med kommersiella vindkraftverk att följa. (Företaget tar ännu inte emot beställningar.) Så småningom planerar företaget att tillverka turbiner så stora som en megawatt.