Green props

„Green Props“ je návrh vertikální větrné elektrárny se jmenovitým výkonem 100kWh, která je určená do vyšších poloh, kde by běžné horizontální turbíny měly značný problém, co se týče stability za ztížených povětrnostních podmínek. U vertikálních turbín jsou možné dvě varianty řešení. První, kdy proud vzduchu jde rovnoběžně s osou rotace, nebo druhá, kdy proud vzduchu působí kolmo k ose rotace. V prvém případě je potřeba obrátit směr do svislého směru pomocí retardéru (obraceče). „Green Props“ využívá větru, který proudí právě podél svislé osy.

Tvar elektrárny, který značně připomíná věže z konce 19. století, nebyl zvolen náhodou. Díky výpočtům vychází totiž najevo, že kónický tvar je pro tento typ elektrárny a její aerodynamickou stabilitu nejvhodnější. Spodní část tvoří všesměrový retardér, který je umístěn v soustředné komoře s pěti otvory/branami, kterými dovnitř proudí vítr. Každý otvor/brána je uzavíratelná pomocí počítačem řízených dveří nastavitelných pomocí servomotorů podle okamžitého směru větru. Otvory/brány jsou opatřeny náběhovými hranami („ kšilty“), které efektivně zvětšují průřez vstupních otvorů a usnadňují vstup větru do komory. Ze soustředné komory vede vzhůru tvarovaný komín, v němž je koaxiálně umístěna větrná turbína. Ta se skládá ze šesti jednotlivých vrtulí/rotorů oddělených statory. Průtok vzduchu komínem je optimalizován tak, že sklon lopatek ve vyšších stupních turbíny kde je menší průřez komínu, je větší. Tím je po celé délce komína zachován konstantní průtok vzduchu a rovnoměrný přenos jeho kinetické energie na turbínu. Vrchní část komína je opatřena ejektorem, jehož otvory lze nastavovat synchronně se soustavou bran spodní komory, a to tak, že jsou otevřeny pouze otvory orientované po větru (t.j. obráceně než brána dole). Kuriózně, dané uspořádání umožňuje, na rozdíl od všech ostatních typů větrných elektráren, činnost zařízení i za úplného bezvětří a to na úkor teplotního rozdílu u základny věže a u koruny komínu, díky tzv. „komínovému efektu“. Tvar komína je volen tak, aby i při silném větru (vichřici) byl schopen odolat velkým náporům vzduchu a systém tak mohl být případně v provozu i za těchto podmínek (aerodynamický tvar hotelu na Ještědu).

Dolní konec osy turbíny prochází vrcholem retardéru, pod nímž je připojen ke generátoru. Generátor je tak umístěn přímo v ose retardéru. S výhodou může být použit dynamo-elektrický stroj, který produkuje přímo stejnosměrný proud, vhodný na dobíjení akumulátorů. V základech pod retardérem se nachází akumulátorovna pro vytváření rezervy elektrické energie pro případ bezvětří. Součástí je také měnírna, která upravuje stejnosměrný proud na obvyklý proud střídavý 230V/50Hz, který je odtud rozváděn ke spotřebě.

Konzultováno s prof. Ing. J. Šestákem DrSc., AVČR

awards