Введение
Высокоугольная летающая турбина для производства электроэнергии Воздушная ветряная турбина - это концепция проектирования ветряной турбины с ротором, поддерживаемым в воздухе без башни, таким образом, извлекая выгоду из более высокой скорости и постоянства ветра на больших высотах, избегая при этом затрат на строительство башни или необходимости использования скользящих колец или механизма наклона. Электрический генератор может быть на земле или в воздухе. Вызовы включают безопасное подвешивание и обслуживание турбин на высоте сотен метров от земли при сильных ветрах и штормах, передачу собранной и/или генерируемой энергии обратно на землю и помехи для авиации. Воздушные ветряные турбины могут работать на низких или высоких высотах; они являются частью более широкого класса воздушных ветроэнергетических систем (ВЭЭС), рассматриваемых в качестве ветроэнергетики на высоких высотах и ветроэнергетики на встречном ветре. Когда генератор находится на земле, привязанный самолет не должен нести массу генератора или иметь проводящий привяз. Когда генератор находится в воздухе, то проводящий шнур будет использоваться для передачи энергии на землю или использоваться в воздухе или передаваться на приемники с использованием микроволновой или лазерной волны. Летки и вертолеты спускаются, когда ветер недостаточен; кютоны и воздушные шары могут решить этот вопрос с другими недостатками. Кроме того, плохая погода, такая как молния или гроза, может временно приостановить использование машин, вероятно, требуя их возвращения на землю и покрытия. Некоторые схемы требуют длинного силового кабеля и, если турбина достаточно высока, запрещенной зоны воздушного пространства. По состоянию на 2022 год, лишь несколько коммерческих воздушных ветряных турбин будут регулярно работать.
An airborne wind turbine is a design concept for a wind turbine with a rotor supported in the air without a tower, thus benefiting from the higher velocity and persistence of wind at high altitudes, while avoiding the expense of tower construction, or the need for slip rings or yaw mechanism. An electrical generator may be on the ground or airborne. Challenges include safely suspending and maintaining turbines hundreds of meters off the ground in high winds and storms, transferring the harvested and/or generated power back to earth, and interference with aviation. Airborne wind turbines may operate in low or high altitudes; they are part of a wider class of Airborne Wind Energy Systems (AWES) addressed by high altitude wind power and crosswind kite power. When the generator is on the ground, then the tethered aircraft need not carry the generator mass or have a conductive tether. When the generator is aloft, then a conductive tether would be used to transmit energy to the ground or used aloft or beamed to receivers using microwave or laser. Kites and helicopters come down when there is insufficient wind; kytoons and blimps may resolve the matter with other disadvantages. Also, bad weather such as lightning or thunderstorms, could temporarily suspend use of the machines, probably requiring them to be brought back down to the ground and covered. Some schemes require a long power cable and, if the turbine is high enough, a prohibited airspace zone. As of 2022, few commercial airborne wind turbines are in regular operation.
Разновидность аэростата
Система ветроэнергетики типа аэростата, по крайней мере частично, полагается на плавучесть для поддержки элементов сбора ветра. Аэростаты различаются по конструкции и в результате возвышаются по отношению к сопротивлению; эффект воздушного шара, который обеспечивает более высокий подъем над формой сопротивления, может эффективно поддерживать воздушную турбину в воздухе; различные такие воздушные шары стали известны в китоне Домины Джалберт. Баллоны могут быть включены, чтобы поддерживать системы без ветра, но воздушные шары медленно протекают и должны быть пополнены подъемным газом, возможно, также заправлены. Очень большие, нагреваемые солнцем воздушные шары могут решить проблему утечки гелия или водорода. Компания Magenn из Онтарио разрабатывала турбину под названием Magenn Air Rotor System (MARS). Будущая система MARS шириной 305 м будет использовать горизонтальный ротор в гелиевом подвешенном аппарате, который привязан к трансформатору на земле. Magenn утверждает, что их технология обеспечивает высокий крутящий момент, низкие скорости старта и превосходную общую эффективность благодаря своей способности развертываться выше по сравнению с невоздушными решениями. Первые прототипы были построены TCOM в апреле 2008 года. Никаких производственных единиц не было поставлено. Бостонская компания Altaeros Energies использует наполненный гелием шар, чтобы поднять ветряную турбину в воздух, передавая полученную мощность на базовую станцию через те же кабели, которые используются для управления шаром. В 2012 году был запущен и протестирован 35-футовый прототип, использующий стандартную ветрогенераторную турбину Skystream мощностью 2,5 кВт и 3,7 м. Осенью 2013 года Altaeros работал над своей первой демонстрацией коммерческого масштаба на Аляске. Другая концепция, выпущенная в 2023 году, предлагала наполненный гелием воздушный шар с прикрепленными парусами, которые создают давление и приводят к вращению системы вокруг горизонтальной оси. Кинетическая энергия передается генератору на земле через веревки в круговом движении.