MARS -turbinen fångar vindarna med högre hastighet som hittas på höjder upp till 1, 000 fot och omvandlar dem till elektricitet med hjälp av en generator. Magenn Power Eller, lyssna på Discovery Channel för mer om bevarande framtid.
Om några år, du kan se massor av gigantiska blimper som flyter över huvudet. Men det kommer inte att bero på att Goodyear har en hoedown - dessa blimps är faktiskt vindkraftverk. De är inte din typiska turbin, fastän. Dessa extremt mobila energigeneratorer, döpt med förkortningen MARS , kommer att flyta högt i luften på höjder från 600 till 1, 000 fot (183 till 305 meter). MARS -förkortningen - att inte förväxla med den röda planeten - står för Magenn Air Rotor System , och dess koncept är faktiskt ganska jordnära. Turbinens enda relation till yttre rymden är det faktum att den påminner lite om ett udda UFO.
Varför en flytande turbin , du frågar? Magenn konstruerade ursprungligen turbinen för platser där det inte är realistiskt att inrätta en traditionell vindkraftspark:platser med ett hårt klimat som en antarktisk forskningsstation eller katastrofområden som behöver snabb tillgång till ström för nöd- och medicinsk utrustning.
Men även om uppfinnaren av MARS -turbinen utformade den främst för avlägsna områden och inte tänkte konkurrera med konventionella turbiner på den nuvarande vindkraftsmarknaden, det är svårt att inte jämföra de två. Trots förbättringarna av konventionella vindkraftverk genom åren har de har stött på sin andel av motståndet och har haft det tufft. Medan de nuvarande 100, 000 megawatt el som genereras över hela världen av vind är imponerande, den står bara för en liten andel av världens totala elproduktion.
Med introduktionen av nya vindkraftsturbindesigner som den som användes i MARS, dock, den statistiken kan snart förändras. Även om grundkonceptet bakom det är detsamma som bakom traditionella vindkraftverk - konvertering av en energiform (vindkraft) till en annan (el) - har MARS -turbinen flera skillnader som kan få den att tilltala en bredare marknad . En av dessa skillnader är att det inte är beroende av ett stort torn för att hålla det uppe. Det är helt enkelt fäst på marken med en stark spänningskabel som kallas tjudra . Men skillnaderna slutar inte där.
Ta reda på hur denna turbin, som vd:n för Magenn karakteriserade som en flytande vit korv med paddelbåthjul, jämför med konventionella turbiner på nästa sida.
Innehåll
Vinden gör att skymningen roterar:Den rörelsen omvandlas till elektricitet av generatorn och överförs sedan ner i fästet. Magenn Power På den mest grundläggande nivån, att generera elektricitet från vindens rörelse är enkelt. Du kan lära dig mer om processen i Hur vindkraft fungerar, men den enkla versionen är att vinden snurrar på en turbins blad, som, i tur och ordning, orsaka att en ansluten generator också snurrar. Generatorn omvandlar sedan vindens rörliga energi till el med hjälp av elektromagnetisk induktion , vilket innebär att man använder de motsatta laddningarna av en magnet för att skapa en elektrisk ström.
Istället för de stora pinwheel -blad som är typiska för vindkraftverk, MARS-turbinens blad är faktiskt en del av själva den tredimensionella blimpan. Bladen fångar vinden, vilket får hela blimp att snurra runt. Efter att generatorn har omvandlat den rörelsen till elektricitet, den överförs ner i turbinens långa fästning.
MARS -turbinen kan nå vindarna med högre hastighet 1, 000 fot (305 meter) över marknivå. Magenn Power Medan de flesta vanliga turbiner fångar vindar på höjder från 200 till 300 fot (61 till 91 meter), MARS -turbinen kan nå vindar från 600 till 1, 000 fot (183 till 305 meter) över marknivå. Vindar på dessa högre nivåer är betydligt snabbare än vindar på låg nivå eftersom de inte stöter på lika mycket motstånd från föremål på marken som träd och byggnader. Forskning visar att för varje fördubbling av höjden, det är en 12 -procentig ökning av vindhastigheten; med varje fördubbling av vindhastigheten ökar vindkraften åtta gånger [källa:Layton].
Tillsammans med sin potentiellt stora effekt, den bundna, uppblåsbar MARS är också lätt att distribuera. Att bygga och installera konventionella vindkraftverk är en stor strävan som ofta innefattar sprängning av fundament och transport av tung utrustning. Att gräva upp marken kan främja erosion i vissa områden, samtidigt som man tar bort träd och på annat sätt stör orörda miljöer kan skapa fragment livsmiljöer och störa hela arter. När du tänker på att ett modernt vindkraftverk har rotorblad som väger tusentals pund per bit och är större än en Boeing 747, du kan se att att sätta en i marken är ingen liten uppgift [källa:American Wind Energy Association]. Förstående, många människor är emot vindkraftparker av just dessa skäl.
MARS -turbinen, å andra sidan, undviker allt det där. Det hålls helt enkelt uppe av en lättare gas än helium. Vid det här laget kan du förmodligen se hur MARS kan höja vindenergin till nya höjder. Läs mer om utformningen av denna utomjordiska turbin på nästa sida.
MARS -kuvertet kommer att vara tillverkat av ett hållbart material som det som används i skottsäkra västar. Magenn Power Magenn Power utformade sin turbin inte bara för enkel driftsättning, men också för enkelt underhåll. Självklart, ett blimplike -objekt som flyter vid 1, 000 fot (305 meter) kan få ganska stryk från elementen, men företaget uppskattar att MARS bör vara minst 15 år innan det kräver underhåll. För att uppnå denna livslängd, den uppblåsbara delen av turbinen är tillverkad av ett extremt hållbart tyg som används av de flesta nuvarande luftskepp. Den vävda ytterdelen är faktiskt tillverkad av samma material som används i skottsäkra västar och är fodrad med en beläggning som skyddar den mot UV -strålar och nötning. Den inre delen är belagd med Mylar (silverdelen du ser i heliumballonger) för att förhindra att heliumgasen kommer ut.
Eftersom MARS ligger på så höga höjder, den var också utformad för att klara starka vindar. Medan konventionella turbiner stängs av vid vindhastigheter över 45 mph, MARS kan fungera med hastigheter över 63 mph. I andra änden av spektrumet, MARS -turbinen kan också omvandla vindenergi till el vid vindhastigheter så låga som 7 mph [källa:Magenn].
En del av det som gör att MARS kan hålla sig vertikalt vid höga vindhastigheter beror på något som kallas Magnus effekt . Detta avser lyften som skapas när ett krökt föremål snurrar medan det rör sig i ett flytande medium som luft. När objektet snurrar, ett område med högt tryck bildas under det och får det att stiga. Golfbollar, när man träffar på ett visst sätt, och curveball -platser i baseball, ha en ryggsnurr som får dem att lyfta under flygning - detta är Magnus -effekten. Eftersom effekten ökar när vindhastigheten ökar, MARS kan använda den i kombination med lyften från heliumet för att behålla en nära vertikal position och inte luta sig i höga vindar.
Det stora hastighetsintervallet som det kan arbeta med gör att MARS kan leverera effekt mycket närmare sin nominella kapacitet än vad standarddesigner kan. Detta beror på att även om vindenergi teoretiskt sett kan generera betydande mängder el, de flesta generatorer producerar bara en bråkdel av det på grund av inkonsekventa vindar.
Designen av MARS -turbinen visade sig inte bara för sin skapare över en natt, fastän. Det har faktiskt funnits ett tag. Ta reda på var MARS kom ifrån - och vart det tar vägen - på nästa sida.
Magnus luftskepp, bilden här inne i en hangar, var inspirationen till MARS -turbinen. Magenn Power Intressant nog, grundtanken bakom MARS -turbinen har funnits sedan slutet av 1970 -talet. Fred Ferguson, företagets grundare, startade det faktiskt när han uppfann Magnus luftskepp . Patenterad på 1980 -talet, luftskeppet var ett stort, runda, heliumfylld sfär som roterade bakåt när luftskeppet flög framåt, producerar lyft (Magnus -effekten). Ju snabbare båten flög och desto snabbare vindhastigheter, ju högre det skulle gå.
Mer än 30 år senare, Ferguson insåg att luftskeppskonceptet också var en potentiell källa till förnybar kraft. Att omvandla blimpens rörelse till elektricitet skulle vara ett bra sätt att utnyttja vindarna med högre hastighet som är tillgängliga för flygplanet. Efter år av forskning och miljoner dollar i finansiering, MARS -turbinen närmar sig sitt slutliga testskede och bör vara klar senast 2010.
Den första MARS -turbinen kommer att vara en 10 till 25 kW modell som kan producera 10 kW. Magenn kommer sedan att arbeta på en 100kW storlek. Om båda är framgångsrika, Magenn hoppas att så småningom kunna återgå till sina planer på att utveckla en mindre ryggsäcksmodell på 4 kW för campare eller husägare. Turbinen förväntas kosta mellan $ 5 och $ 10 per watt, så att en 10 kW -modell skulle kosta mellan $ 50, 000 och $ 100, 000; driftskostnaden för kraften bör vara cirka 15 cent per kWh [källa:Magenn].
Även om dessa kostnader är högre än genomsnittet för 5 cent/kWh konventionell vindkraft, de kan eventuellt falla ner snabbt. För jämförelseändamål, konventionell vindkraft kostar upp till 30 cent/kWh när den kom ut för mer än 30 år sedan, men priset sjönk när tekniken förbättrades och blev mer utbredd. Likaså, energikostnaden från MARS kan följa en liknande trend.
Oavsett kostnad, att kunna sätta upp vindkraftverk med den enkla infusionen av heliumgas och en robust bindare öppnar säkert möjligheter. För mer information om vindkraftverk och vindkraftens framtid, testa några av länkarna på följande sida.
Källor
