27 Авг 15

Barn_owl_in_flight

Современные технологии не стоят на месте и ученые предпринимают все новые попытки усовершенствовать устройства, позволяющие генерировать «чистую» энергию из альтернативных источников. Вслед за новыми тенденциями развития солнечной энергетики, не останавливаются изыскания и в отношении использования энергии ветра.

После предпринятой попытки разработать ветрогенератор принципиально новой конструкции, ученые направили свои усилия на задачу усовершенствования привычного ветряка трехлопастной конструкции с целью снижения производимого им уровня шума.

Вдохновение для этой непростой задачи исследователи почерпнули из сферы знаний, напрямую не связанной с производством электроэнергии, но также имеющей косвенное отношение к аэродинамике — орнитологии.

Есть на земле птицы, полет которых практически не создает каких-либо звуков, невзирая на то, что птицам этим приходится работать крыльями и порой интенсивно. Речь идет о совах, которые умеют беззвучно подлететь к своей добыче. По итогам акустических исследований полетов этих пернатых, проведенных группой из Кембриджского университета, выяснилось, что все дело в строении совиных перьев.

Под сильным увеличением стало заметно, что у каждого совиного пера есть дополнительный слой из мягких волосков, подобных пуху. Они расположены так, чтобы создавать вдоль задней кромки крыла пористую кайму. А вдоль передней кромки крыла совы расположена своеобразная гибкая «гребенка» щетинок.

Такая структура во время полета позволяет в значительной мере сглаживать последствия столкновения двух воздушных потоков, образующихся вдоль верхней и вдоль нижней частей крыла, которые и производят слышимый шум.

Что касается шума, производимого лопастями ветряков, то он также преимущественно происходит при столкновении потоков воздуха за задней кромкой лопасти, приводящем к возникновению турбулентности.

Воспользовавшись «совиной хитростью», группа исследователей с факультета прикладной математики и теоретической физики Кембриджского университета во главе с профессором Найджелом Пиком не только создала теоретическую модель, но и (в сотрудничестве с компанией Virginia Tech, Лехайским и Флоридским Атлантическим Университетами) трехмерный прототип пластикового покрытия для лопасти, уменьшающего шум от работы ветрогенератора.

Данное покрытие было протестировано на реальном ветряке, помещенном в аэродинамическую трубу. Произведенные во время испытания замеры показали хороший результат- понижение уровня шума на 10 децибел.

Кто-то может сказать, что 10 децибел — это примерно звук от шелеста листьев деревьев, т.е. практически ничто. Но не будем забывать, что уровень шума изменяется по логарифмической шкале. Поэтому уменьшение шума с примерно 40 до 30 дБ (на эти самые 10 дБ) (согласно информации Sciencedaily) вполне существенно. Для наглядности приведем такой пример — на расстоянии в 300 метров от ветрогенератора (а примерно на таком отдалении или дальше обычно располагается жилье), шум в 30 дБ практически не воспринимается человеческим ухом, в то время как уровень звука в 40дБ можно сравнить с тем, что кто-то постоянно бубнит у вас за стенкой.

Кстати, разработчики не намерены останавливаться на достигнутом, и возможно первоначальный результат будет еще улучшен.

В ходе исследований, правда, уже разработан материал, схожий по своему виду с вуалью, который способен понизить уровень шума даже на 30 дБ, однако использовать его при производстве ветрогенераторов пока не представляется возможным.

Далее планируется произвести испытания на ветряках в реальных условиях, а также использовать для этого не одиночный ветрогенератор, а целую ветроэлектростанцию. Сейчас многие компании прибегают к понижению скорости вращения лопастей ветряков, чтобы вписаться в соответствующие акустические нормативы, что неизбежно ухудшает экономические показатели.

В связи с этим, ученые намерены узнать, насколько повысится КПД ветряков с покрытием, которое позволит не снижать искусственно количество вращений.

Также команда исследователей рассматривает варианты применения нового материала и в контексте шумоизоляции аэропортовых комплексов, а также в будущем, возможно даже самолетов.

Раздел: Ветрогенераторы





Обсуждение закрыто.