还是说这款霍尼韦尔风力涡轮机,这款就是专为家庭和商务用途而设计的创新产品。
而且是以其独特之处在风力发电领域脱颖而出。
不同于传统风力涡轮机,霍尼韦尔涡轮机巧妙地利用了磁力发电技术,无需齿轮即可运转。
其叶片外围的磁力设计,不仅降低了阻力,更实现了能量的高效输出。
此外,这款涡轮机还适用于低风速环境,最低可在2公里每小时的风速下稳定发电。
这就很实用,所以秦军肯定要把这些风电设备制作出来。
当然,这些都是中规中矩的,可以商用的风电设备。
其实,对应秦军来说,他更喜欢一些真正的奇葩。
美国发明奇葩风电机!形状像金字塔,但比金字塔高得多!
有些完全不可思议,这可能颠覆了你的想象!
比如阿美一家初创公司设计了一种奇葩的风电涡轮机,居然是金字塔形状的。
而且比金字塔还高得多,如果未来真的建成风电场,岂不是会在海面矗立起一座座巨大的金字塔?
这种风电机能够成功吗?
这种奇葩风电机来自波士顿初创公司T-Omega Wind。
他们的工程师突发脑洞,设计了一种超越常规的风电机。
我们平日看到的风电机都是一根巨大的柱子直怼天空,他们用了四根,形成一个巨大的金字塔形支架。
塔顶放置一台大型涡轮机。
这种涡轮机也和典型的风电机设计不同,机舱不是固定在涡轮机顶部,而是圆盘形,设计为随着涡轮机移动。
然后风电机会由一根缆绳固定在海底,可以随着风向自由漂浮,自动对准风的方向。
这台原型机设计为在边长70米,高119米的金字塔顶,放置一个198米长的转子。
并配有变桨距叶片,估计重量在1,200至1,800吨之间,发电功率10兆瓦。
这意味着金字塔风电机的总高度,至少会超过220米。
比埃及最大的金字塔还高近百米,真的是名副其实的海上金字塔啊。
这样的风电机有几个优点。
一是可以节约钢材,制造难度更小,成本更低。
其平准化能源成本大约在每兆瓦时50美元左右。
这将和当今最好的固定海底的海上风电机差不多。
二是部署和维护方便快捷,可以建好后用一艘小船拖到安装位置。
维修维护的时候再拖回港口就行了。
这样可以避免现在大型海上风电机,需要专用港口和船只安装部署的昂贵费用。
三是世界上绝大多数最好的风力资源,都位于近海深水中,在那里建造地锚塔不切实际。
这种具有成本效益的浮动涡轮机,才是最好的选择。
不过,秦军感觉这种风电机似乎不会节约钢材。
反而会增加材料使用。
因为传统风电机只要一根支柱就可以了。
而这种至少需要更长的四根,再加上底部的六七根,直觉上多了很多。
但这种结构所用材料厚度和尺寸,都可以减少一些。
所以究竟是不是更节约,还需要更仔细地计算。
目前T-Omega Wind已获得了阿美国家可再生能源实验室、国家科学基金会和马萨诸塞州清洁能源中心的资助。
对1/60比例模型,进行了实验室波浪池测试。
证明全尺寸模型即使受到30米高,海洋里最强大的的怪异波浪冲击也能保持直立。
后来这家公司建造了一个1/16比例的原型,拖到新贝德福德的克拉克湾进行测试。
与此同时,他们也展开了融资活动,希望能尽快筹到资金。
不过,他们可能要在2028年前,才能开发出全尺寸的原型机。
怎么样?是不是大跌眼镜?
风电机竟然还有这么多奇葩的玩法,层出不穷地冒了出来。
前段时间秦军就让人制造了两种。
一种是挪威的垂直轴双叶对转风电机!
一种是荷兰的单叶风电机,都宣称是革命性的突破,可以大幅降低风电成本。
不过这些设计都还刚刚起步,究竟能不能成功,能不能得到市场认可,还需要时间的检验。
这些在前世那个时间节点,就是最前沿的科技。
而放在八十年代中期,这肯定是超级黑科技。
其实,秦军最想要的还是他们的科学思维。
至于这些脑洞想法,是不是真的可以实现并不太重要。
特别是可以用这些想法,来锻炼学生。
比如很多项目,其实都是可以放在学校实验室进行的。
比如风电新思维:“塔内龙卷风”发电技术。
这种想法是利用涡流工程原理,借助风力,打造出工程师们所称的“塔中龙卷风”的发电装置。
目前在替代能源方面,风能和太阳能吸引了全球约95%的投资。
风能和太阳能都被认为是优质替代能源。
清洁、可再生且温室气体排放量极低。
然而,它们也都有各自的缺点。
无风情况下,风机无法运转;
夜间或多云条件下,太阳能电池板则会停止发电。
工程师们仍在持续探寻可以突破风能、太阳能等既有清洁能源局限性的替代方案。
有人设计了全球首套涡流增效水电系统,该系统利用涡流效应提升水流质量流量,从而增强发电效能。
后来,还有人正在尝试利用相同的涡流工程原理应用于风能领域,创造被一些工程师称为“塔中龙卷风”的发电装置。
要是真成了,那就颠覆了传统漏斗式结构。
不同于龙卷风在空中形成并向地面延伸的漏斗形态,在地面构建漩涡并引导其向上运动,绝对不可思议。
而这就是在设计制造“倒置龙卷风”。
该装置构造出乎意料地简单。
一座特殊设计的塔体结构(外形类似于工业烟囱),通过创造冷热空气的交汇对流,精准复刻龙卷风的涡流生成机制。
仅需一个微小温差即可驱动系统,最小仅需0.5华氏度温差。
一旦漩涡开始旋转,系统将从底部持续吸入空气,实现自激式运行,并在上升过程中不断加速。
在自然龙卷风中,最强风力通常位于导流漏斗尖端,靠近地面处;
而在“倒置龙卷风”的导流漏斗尖端则位于顶部。
在这个位置有用于捕获机械能的涡轮或叶轮装置。
多数人认为加装涡轮叶片会减缓气流,但在涡流系统中,叶片实际上有助于控制甚至增强气流。
这与常规的工程认知相悖,通常认为摩擦力的增加必然会导致流速度的损失。
除了驱动涡轮机构旋转发电外,涡旋塔的特殊构造还能从大气中捕获直流电能。
这与我们日常生活中的静电现象或动态电场并无本质区别,涡旋塔本质上就是一个吸气设备。
一旦形成稳定旋转的空气柱,不仅能获取机械动能,还可以通过配置成熟的商品设备,直接提取直流电能。
该系统称为“太阳-风能涡旋塔”。
其名称中的“太阳”指通过太阳能加热塔体单侧形成温差,从而引发并维持整个能量捕获过程。
该涡旋系统无需外部电力或燃料输入,一旦启动,即可全天候不间断自动运行产生电力。
如出于任何原因要紧急停机,仅需关闭底部进气口即可。
涡旋塔提供了一种“更绿色”的能源解决方案。
它不仅实现了发电过程中的温室气体零排放,还规避了风能、太阳能等可再生能源的固有缺陷。
例如,制造太阳能电池板需要铝、铜、铟、铅、镍和硅等矿产;
而风力发电机的大型叶片因其不可回收,在其生命周期结束时会导致严重的垃圾填埋问题。
此外,相比于风能和太阳能,太阳-风能涡旋塔的占地面积更小。
且根据塔筒体积的不同,其发电成本预计可比风能、太阳能低三分之一左右。
此外,涡旋塔可直接在现有发电设施处建造,工程量很小。