ТЕХНОЛОГИЯ

ENERGY KLIPPER-3 выполнена по нестандартной, многоярусной схеме чашечного Savonius, содержит уникальные узлы, элементы, защищенные 4 патентами ПМ Российской Федерации, 2 заявки PTC, 1 заявка USPTO. Решенные технические задачи: новизна; простота реализации; уверенная генерация электрического тока; увеличены крутящий момент и мощность; увеличена надежность ротора к автоколебаниям; обеспечена устойчивость конструкции к штормовому и ледяному ветру.
ENERGY KLIPPER-3 начинает «сливать» энергию с 4,0В (3 и более м/с), а конкуренты с 12В (6,5 и более м/с), следовательно, Energy Klipper-3 готов к работе в интервале напряжения заряда от 4 до 12В, и это уникально. ENERGY KLIPPER-3 способен в промышленных масштабах производить электроэнергию при ветре от 3 м/с. Фактически ENERGY KLIPPER-3 это новый тип VTWT на основе техногенных отходов, которые являются основными элементами конструкции и обладают компенсированным углеродным следом. ENERGY KLIPPER-3 практические не имеет критических, высокотехнологичных узлов, подверженных поломке; легко масштабируется до массового изготовления в механической мастерской с низкой культурой производства;

ТЕХНОЛОГИЯ

Сочетание низкой скорости старта генерации (Scut-in), работа при ветре >3м/с, аккумулирование энергии в 12В типовых LiFePO4 АКБ, возможность прямой трансформация электроэнергии в тепло или холод, открывает новый сегмент рынка, интересный для конечного потребителя.
Несколько ENERGY KLIPPER-3 способны снабжать теплом домохозяйство на Севере без использования электрических аккумуляторов, при наличии сезонных ветров. Несколько ENERGY KLIPPER-3 возможно объединить в каскад электрогенерации и «сливать» электроэнергию в сеть 220V. Наша ENERGY KLIPPER-3 открывает гонку в новом классе ECО-WT, который практически не содержит товарного предложения.
ENERGY KLIPPER-3 (Savonius, ковшового типа) с Scut-in >3 м/s, может работать на 90% поверхности суши, где среднегодовой ветер 3-5 m/s. В результате, цена VTWT с уникальной, комфортной ценой.
Расчетный срок окупаемости ENERGY KLIPPER-3 составляет (количество ветренных дней 20 day, цена электроэнергии 0,3 $/кWt):
около 5 лет при ветре 4 m/s (Ptwind 0,4 кWt при Srated 4 m/s),
около 3 лет при ветре 6,5 m/s (Ptwind 0,96 кWt при Srated 6,5 m/s),
около 6 мес. при ветре 11 m/s (Ptwind 3,22 кWt при Srated 11 m/s).
Расчетное время работы WT составляет 20 лет. Наш VTWT не боится снега, ледяного дождя, легко переживает штормовые ветра после быстрого изменения конструкции – временное удаление ряда лопастей с последующим быстрым восстановлением.
Быстрая окупаемость ENERGY KLIPPER-3 обеспечивает интерес к созданию ветровых парков на основе сотен турбин данного типа в регионах с избытком ветра, где установка HTWT >500 kW затруднена, или создается сеть Dissemination Generation (генератор размещают рядом с точкой потребления). DG имеет ряд преимуществ там, где линии электропередач отсутствуют или невозможны.
Выбор типа WT (ковшовый Savonius) сделан из-за прототипа – анемометр с полусферами для контроля скорости ветра, который имеет максимальный WPUF 0,20. VTWT легко находит себе место на плоской крыше. Он справляется со слабым ветром со всех сторон, хорошо работает в турбулентных условиях. Savonius автономно стартует, работает на ветрах со скоростью >3 m/s.  VТWT имеет низкую скорость вращения, в нем минимальное число движущихся элементов, он практические не имеет затрат на техническое обслуживание. Такой VТWT не производит шум, что выключает проблему WT вблизи жилища человека. Небольшая площадь 4 м² делает возможным установку ENERGY KLIPPER-3 на уровне крыш жилых домов или не пригодных для проживания пустырей. Savonius имеет эффект самоторможения при ветре более 20 м/с. ENERGY KLIPPER-3 не обладает летальным действием на птиц из-за малой скорости вращения лопастей, изготовленных из вторичного полиэтилена.

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ. УСТОЙЧИВОСТЬ К ВЕТРОВЫМ НАГРУЗКАМ

Внешний вид WTWT
Вариант 1 для среднегодового ветра >6 м/сек
Вариант 2 для среднегодового ветра <6 м/сек

ТЕХНОЛОГИЯ
ТЕХНОЛОГИЯ
ТЕХНОЛОГИЯ
ТЕХНОЛОГИЯ
ТЕХНОЛОГИЯ
ТЕХНОЛОГИЯ

Расчеты мощности VTWT точка старта экономической модели проекта. Так как наша VTWT не имеет прямого аналога, в основу положили математические модели расчетов мощности WT, предназначенные для Savonius (N.D.Shishkin, R.A.Ilyin 2018). Расчет мощности вели для турбины конструкция 2.

Формулы:

ТЕХНОЛОГИЯ
ТЕХНОЛОГИЯ

где,
ξ = 0,19 коэффициент использования энергии ветра / WPUF, для WT Savonius
Cx коэффициент лобового сопротивления лопасти
U скорость перемещения лопасти
V расчетная скорость ветра

ТЕХНОЛОГИЯ
ТЕХНОЛОГИЯ

τ  частота вращения лопасти
ώ угловая скорость вращения
время наблюдения, 60 сек
τ ENERGY KLIPPER-3 нелинейно зависит от скорости ветра: при ветре 3 м/ около 30 об./мин., при 6 м/с около 60 об./мин., при 20 м/с около 75 об./мин.

ТЕХНОЛОГИЯ

Z  коэффициент быстроходности
D  диаметр ротора

ТЕХНОЛОГИЯ

Рх  сила сопротивления ветра на лопасти при перемещении

ТЕХНОЛОГИЯ

Р мощность на роторе

ТЕХНОЛОГИЯ

Т крутящий момент
длина рычага, лопасти

ENERGY KLIPPER-3 в зависимости от условий эксплуатации может использоваться с одним, двумя, тремя ярусами лопастей, с одним, двумя, тремя электрогенераторами в зависимости от комплектации и условий эксплуатации.
В расчетах использовали данные мощности (Р) на валу генератора при условиях: три яруса лопастей, длинна рычага больше диаметра редуктора ротора, коэффициент потери мощности (b) в цепи «ротор-редуктор-генератор» 0,5.

 

Зависимость мощности и электрогенерации ENERGY KLIPPER-3 при разных скоростях ветра. S лопастей 3,23 м2.

ТЕХНОЛОГИЯ

Были рассчитаны прочностные характеристики ENERGY KLIPPER-3 при учете значений: момент сопротивления круглой трубы, расчет предела прочности при изгибе, момент инерции трубы, расчет угла поворота и прогиба, механические характеристики центральной оси (Сталь 30). Конструкция высотой 3 метра способна работать при ветре 30 м/сек., а после удаления одного яруса лопастей при ветре 45 м/сек. При удалении трех ярусов лопастей ENERGY KLIPPER-3 выдержит тропический ураган.

ПРИСОЕДИНЯЙТЕСЬ К НАМ!