Ερευνητές από το τμήμα δυναμικής ανανεώσιμων πηγών ενέργειας του πανεπιστήμιου του Kyushu αναπτύσσουν ένα νέο είδος ανεμογεννήτριας με σημαντικά βελτιωμένη απόδοση. Η εφεύρεση τους ονομάζεται Windlens («φακός ανέμου») και εμπερικλείει τον ανεμιστήρα της ανεμογεννήτριας μέσα σε ένα δαχτυλίδι παρόμοιο σε εμφάνιση με αυτό ενός ducted fan.---



Η βασική αρχή λειτουργίας φαίνεται στο επάνω σχέδιο. Το δαχτυλίδι είναι ένας κυλινδρικός διαχύτης με ένα εξωτερικό χείλος στην απόληξή του. Η κατασκευή αυτή μεταβάλει το πεδίο ροής γύρω από την ανεμογεννήτρια. Ο αγωγός αυτός έχει αυξανόμενη διάμετρο κατά την διεύθυνση της ταχύτητας του ανέμου. Η πτώση πίεσης που προκαλεί η μεταβολή αυτή της διαμέτρου έχει σαν συνέπεια την αύξηση της ταχύτητας (ακολουθώντας τον νόμο του Bernoulli για την διατήρηση ενέργειας). Η παραγόμενη ισχύς είναι ανάλογη του κύβου της ταχύτητας οπότε τα οφέλη για δεδομένη διάμετρο πτερυγίων είναι προφανή. Η επίδραση του αγωγού αυτού ενισχύεται συμαντικά από το εξωτερικό χείλος στην απόληξή του που λειτουργώντας σαν περιμετρικό gurney flap δημιουργεί έναν κυκλικό προσδεδεμένο στρόβιλο. Το αποτέλεσμα είναι η ροή να κινείται γύρω από τον στρόβιλο αυτό σαν να υπήρχε ένας πολύ μεγαλύτερος αποκλίνων αγωγός χωρίς όμως να επιβαρύνεται η κατασκευή από το βάρος του.



Τα δεδομένα είναι πολύ εντυπωσιακά. Για δεδομένη διάμετρο πτερυγίων, η παραγόμενη ισχύς με την προσθήκη του Windlens είναι έως και δυόμισι φορές μεγαλύτερη ενώ ο συντελεστής ισχύος αυξάνεται έως και 5 φορές. Η βασική θεωρία είναι αρκετά απλή, ουσιαστικά το Windlens δίνει στην τουρμπίνα την δυνατότητα να απομαστεύσει πολύ περισσότερη κινητική ενέργεια από τον άνεμο και να την μετατρέψει σε ροπή. Όμως τα νούμερα αυτά αναφέρονται σε σύγκριση με συμβατική ανεμογεννήτρια ίδιας διαμέτρου. Στην πραγματικότητα ο περιορισμός δεν επιβάλλεται από την μέγιστη διάμετρο αλλά από το κόστος και με βάση το επιπλέον κόστος της κατασκευής αυτής η σύγκριση θα πρέπει να γίνει με συμβατική τουρμπίνα μεγαλύτερης διαμέτρου (και ίδιου κόστους). Επιπρόσθετα το Windlens αναγκάζει τα πτερύγια να λειτουργούν σε μεγαλύτερες ταχύτητες αυξάνοντας τις δομικές και αεροδυναμικές απαιτήσεις από αυτά (άρα και το κόστος τους). Το συμπέρασμα είναι πως η ανεμογεννήτρια Windlens κοστίζει όσο μία συμβατική αρκετά μεγαλύτερης διαμέτρου, η οποία όμως και πάλι λογικά θα έχει αρκετά μικρότερη απόδοση.



Σήμερα υπάρχουν ήδη εγκατεστημένες αρκετές πειραματικές ανεμογεννήτριες Windlens και στο άμεσο μέλλον υπάρχουν σχέδια για εγκατάσταση πολλών ακόμα είτε μικρών για οικιακή χρήση είτε πολύ μεγαλύτερων για μαζική παραγωγή ή για μεγάλες παράκτιες φάρμες .

[ytx="LGWCAvBD8eo"]LGWCAvBD8eo[/ytx]

[ytx="GI9Da9pii-Q"]GI9Da9pii-Q[/ytx]

Μπορείτε να βρείτε περισσότερες λεπτομέρειες στα παρακάτω link:

http://windlens.com
http://www.riam.kyushu-u.ac.jp/windeng/...

Μία ακόμα παρουσίαση (στα ιαπωνικά):

http://www.youtube.com/watch?v=w8kk018eaxo

(via EXPO21XX)