Ветряные турбины с вертикальной осью, эффективность повышена на 200%

(Zapoved) – Повышение эффективности на 200 % и снижение вибраций на 70 %. Это два выдающихся результата, достигнутых в области ветряные турбины с вертикальной осью в UNFoLD, Лаборатории диагностики нестационарных потоков Федеральная политехническая школа Лозанны (EPFL). Кредит идет на Себастьян Ле Фуэ И Карен Малленерс который впервые в мире улучшил эту конкретную технологию, применив алгоритм машинного обучения.

Ветряные турбины VAWT, преимущества и недостатки

Это долгожданный прогресс для отрасли. Ветряные турбины с вертикальной осью или ВОВТ использовать английскую аббревиатуру «Ветряные турбины с вертикальной осью» они предлагают разные варианты на бумаге преимущества по сравнению с классическими ветряными турбинами с горизонтальной осью. Вращаясь вокруг оси, ортогональной набегающему потоку, их работа не зависит от направления ветра, что позволяет им хорошо работать даже в городских воздушных потоках. Они также имеют более компактную конструкцию и работают на более низких частотах вращения, что значительно снижает шум и риск столкновения с птицами и другими летающими животными. И еще: механические части трансмиссии можно расположить близко к земле, что облегчает обслуживание и снижает нагрузки на конструкцию.

Почему же тогда они не являются доминирующим выбором на ветроэнергетическом рынке? Как объясняет сам Ле Фуэст, это инженерная проблема: VAWT хорошо работают только при умеренном, непрерывном потоке воздуха.. «Сильный порыв увеличивает угол между воздушным потоком и лопастями, образуя вихрь – явление, называемое динамическим сваливанием. Эти вихри создают временные структурные нагрузки, которые лопасти не могут выдержать.«, пишет Селия Лютербахер на сайте EPFL.

Ветроэнергетика и генетические алгоритмы

Чтобы увеличить сопротивление и, следовательно, повысить эффективность, исследователи стремились определить оптимальные профили наклона. Работа началась с установки датчиков непосредственно на небольшой турбине, которая, в свою очередь, была соединена с оптимизатором, работающим с генетические алгоритмы обучения. О чем это? Особого типа эвристические алгоритмы, основанные на принципе естественного отбора.

Затем, перемещая лезвие вперед и назад под разными углами, скоростями и амплитудами, они создали серию профилей наклона. «Как и в эволюционном процессе, алгоритм выбрал наиболее эффективные и надежные профили и рекомбинировал их черты для создания нового и улучшенного «потомства». Этот подход позволил исследователям не только идентифицировать два набора профилей шага, которые помогают значительно повысить эффективность и надежность турбины, но и превратить самый большой недостаток ветряных турбин с вертикальной осью в силу. Результаты описаны в статье недавно опубликовано в журнале Природные коммуникации.