211service.com
Een ontwerp voor goedkopere windenergie
FloDesign windturbine , een spin-off van het ruimtevaartbedrijf FloDesign gevestigd in Wilbraham, MA, heeft een windturbine ontwikkeld die elektriciteit kan opwekken tegen de helft van de kosten van conventionele turbines. Het bedrijf heeft onlangs 6 miljoen dollar opgehaald in zijn eerste ronde van risicofinanciering en heeft partnerschappen aangekondigd met ontwikkelaars van windmolenparken.
Windstraal: Een weergave van een nieuw turbineontwerp, dat de energie die wordt opgevangen door wind kan vergroten.
Het ontwerp van het bedrijf, dat gebaseerd is op technologie die is ontwikkeld voor straalmotoren, omzeilt een fundamentele limiet voor conventionele windturbines. Als de wind een turbine nadert, wordt typisch bijna de helft van de lucht rond de wieken geperst in plaats van er doorheen, en gaat de energie in die afgebogen wind verloren. In het beste geval vangen traditionele windturbines slechts 59,3 procent van de energie in wind op, een waarde die de Betz-limiet wordt genoemd.
FloDesign omringt zijn windturbinebladen met een mantel die lucht door de bladen leidt en versnelt, wat de energieproductie verhoogt. Het nieuwe ontwerp genereert evenveel vermogen als een conventionele windturbine met wieken die twee keer zo groot zijn in diameter. Door de kleinere bladgrootte en andere factoren kunnen de nieuwe turbines dichter bij elkaar worden gepakt dan conventionele turbines, waardoor de hoeveelheid stroom die per hectare land kan worden gegenereerd, toeneemt.
Het idee om windturbinebladen te omhullen is niet nieuw. Maar eerdere ontwerpen waren te groot om praktisch te zijn, of ze presteerden niet goed, deels omdat de bladen heel nauw moesten worden uitgelijnd met de windrichting - binnen drie of vier graden, zegt Stanley Kowalski , CEO van FloDesign. De nieuwe bladen zijn kleiner en kunnen werken in hoeken van 15 tot 20 graden uit de richting van de wind.
Van voren lijkt de windturbine op de luchtinlaat van een straalmotor. Als lucht nadert, komt het eerst een set vaste bladen tegen, de stator genaamd, die het omleiden naar een set beweegbare bladen - de rotor. De lucht draait de rotor en komt aan de andere kant naar buiten, nu langzamer dan de lucht die buiten de turbine stroomt. De mantel is zo gevormd dat deze deze relatief snel bewegende buitenlucht naar het gebied net achter de rotoren geleidt. De snel bewegende lucht versnelt de langzaam bewegende lucht, waardoor een gebied met lage druk achter de turbinebladen ontstaat dat meer lucht erdoorheen zuigt.
Het is aannemelijk dat een dergelijk ontwerp het vermogen van een turbine zou kunnen verdubbelen of verdrievoudigen, zegt Paul Sclavounos , een professor in werktuigbouwkunde aan het MIT. Een deel van de toename komt simpelweg doordat de lucht met de lijkwade naar de turbine wordt geleid. Maar Sclavounos merkt op dat het ook helpt om de wind rond de turbine te gebruiken om de luchtstroom te versnellen, omdat het vermogen dat door een windturbine wordt geproduceerd toeneemt met de derde macht van de windsnelheid. De hamvraag is of de nieuwe turbines tegen voldoende lage kosten gebouwd en onderhouden kunnen worden, zegt Sclavounos.
FloDesign heeft al een klein prototype gebouwd voor windtunneltesten. De volgende stap is het bouwen van een systeem met een diameter van 12 voet en 10 kilowatt voor veldtesten. Het prototype zal eind volgend jaar of begin 2010 klaar zijn, waarna commerciële windturbines zullen volgen. (Het bedrijf neemt nog geen bestellingen aan.) Uiteindelijk is het bedrijf van plan om turbines te maken zo groot als één megawatt.