В Академгородке создают ротор для арктических ветротурбин и транспорта нового поколения
В Институте теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН в рамках национального проекта «Наука и университеты» создана молодежная лаборатория роторных систем для ветроэнергетики и транспорта арктической зоны.
Роторные системы ветроагрегатов обеспечивают удаленные поселения электрической энергией. Это особенно актуально для арктической зоны, в которой требуется локальная электрификация вахтовых поселков, транспортная доступность которых весьма ограничена. Новые роторные системы, как движители транспортных систем, дают ряд преимуществ, например низкий уровень шума у беспилотного аппарата, лучшую управляемость у аэростатов и дирижаблей.
Молодежная лаборатория ИТ СО РАН, которая будет заниматься разработкой роторных систем для ветроэнергетики и транспорта арктической зоны, начала работу несколько месяцев назад.
«Основанием послужил наш опыт работы в проекте “Циклон” с Фондом перспективных исследований по созданию летательного аппарата с новым типом движителей. Были получены данные и сделаны наработки, которые показали, что подобные роторные системы можно использовать не только для разрабатываемого циклолета, но и при создании ветроэнергетического оборудования. Также подобные типы роторов предлагается применять как дополнительные или даже основные движители различных летательных аппаратов», — рассказывает руководитель молодежной лаборатории ИТ СО РАН кандидат физико-математических наук Дмитрий Александрович Дектерев.
Дмитрий Дектерев в лаборатории
Особенность роторов нового типа в том, что угол атаки лопастей у них постоянно меняется: при прохождении по кругу лопасть качается от отрицательного угла атаки к положительному и обратно. При этом создается тяга, направлением которой можно управлять, что повышает эффективность ротора и способствует улучшению маневренности транспорта. Например, дирижабли, на которых будет установлен такой движитель, смогут подниматься и опускаться вертикально, парировать боковые порывы ветра и вращаться вокруг своей оси. Кроме того, новая система позволит им приземляться самостоятельно, без швартовки на мачту (причальная мачта — неподвижный столб, к которому крепится дирижабль). В арктической зоне есть множество месторождений, куда трудно добраться без летательных аппаратов, поэтому актуально создание дирижаблей, с помощью которых можно будет транспортировать уголь или нефть в сложных условиях.
Циклический ротор можно использовать и в ветроэнергетических установках. Это повысит уровень автономности работы турбин — они смогут самостоятельно стартовать даже при небольшом ветре.
И в летательных аппаратах, и в ветроэнергетике используется один и тот же механизм, однако способы применения разные. «В одном случае мы крутим ротор и создаем подъемную силу и возможность управления аппаратом, в другом он раскручивается самостоятельно под действием ветровой нагрузки либо течения реки», — объясняет Дмитрий Дектерев.
Основная проблема роторов, которые используются сейчас, — низкая эффективность. «Если говорить про ветроэнергетику, уровень максимально достижимого КИЭВ (коэффициент использования энергии ветра) — 59,3 %, то есть 59 % энергии ветра, попадающего на ротор, теоретически можно преобразовать в электрическую. Большинство действующих ветроэнергетических установок работают в пределах 20—40 %», — рассказывает Дмитрий Дектерев.
Другая проблема, которая снижает основные характеристики оборудования, — обледенение лопастей. Над ней также работают в ИТ СО РАН: при помощи климатических камер ученые исследуют процесс обледенения и составы, которые помогут его уменьшить.
По материалам издания СО РАН «Наука в Сибири»
На площадке Фундаментальной библиотеки МГУ имени М....
Линейный ускоритель — это стартовая ступень ускорительного комплекса...
Станция 1-3 «Быстропротекающие процессы» — одна из...