EO

Vortex Bladeless: een windturbine die geen turbine is (video)

22 maart 2021 om 10:36 uur

Het Spaanse bedrijf Vortex Bladeless heeft een windmolen ontworpen zonder wieken of versnellingen. Het gaat om een door wervelingen veroorzaakte trillingsresonante windgenerator.


In wezen bestaat de technologie uit een cilinder die verticaal is bevestigd met een elastische staaf. De cilinder oscilleert op de wind en wekt daarmee elektriciteit op via een dynamo. De generatoren lijken qua functies en kosteneffectiviteit volgens Vortex in de loop van de tijd meer op zonnepanelen dan op reguliere windturbines.

 

De buitenste cilinder is stijf en kan trillen, terwijl hij verankerd blijft aan de onderste stang. De bovenkant van de cilinder beweegt vrij en heeft de maximale amplitude van de oscillatie. De structuur is gebouwd met harsen versterkt met koolstof of glasvezel, materialen die worden gebruikt in conventionele windturbinebladen.

 

De bovenkant van het binnenwerk ondersteunt de mast en de onderkant is stevig verankerd in de grond. Hij is gemaakt van met koolstofvezel versterkt polymeer, dat volgens de ontwerpers een grote weerstand biedt tegen materiaalmoeheid en dat een minimaal energielek heeft tijdens het oscilleren.

 

In plaats van de gebruikelijke toren, gondel en wieken, heeft dit  apparaat alleen een mast gemaakt van lichtgewicht materialen over een basis. Dit vermindert het gebruik van grondstoffen en de behoefte aan een diepere fundering.

 

Van vortex naar elektriciteit

 

Vortex Bladeless: een windturbine die geen turbine is (video)In de vloeistofmechanica, als de wind door een stomp lichaam gaat, wordt de stroming gewijzigd en wordt een cyclisch patroon van wervelingen gegenereerd. Zodra de frequentie van deze krachten dicht genoeg bij de structurele frequentie van het lichaam ligt, begint het lichaam te oscilleren en gaat het in resonantie met de wind. Dit wordt ook wel Vortex-geïnduceerde vibratie (VIV) genoemd.

 

Dit VIV-fenomeen wordt algemeen vermeden in de bouwtechniek, luchtvaart en architectuur. de turbines van Vortex maximaliseren deze aerodynamische instabiliteit en windturbulenties juist en vangen de energie op.

 

De mastgeometrie is ontworpen om maximale prestaties te behalen bij gemiddeld waargenomen windsnelheden. Hij kan zich zeer snel aanpassen aan veranderingen in de windrichting en turbulente luchtstromen die vaak worden waargenomen in stedelijke omgevingen.

 

Reguliere turbines moeten ver uit elkaar worden geplaatst vanwege de verstoring van de benedenstroomse windstroom. Dit geldt niet voor de bladloze windturbines. 'Elke beperking die verband houdt met het 'zog-effect' wordt vermeden', aldus Vortex. 'Verder verwachten we dat Vortex-apparaten beter samenwerken en elkaar feedback geven als ze de juiste vrije ruimte om zich heen hebben, die wordt geschat op de helft van de totale hoogte van het apparaat. Voor reguliere windturbines is deze vrije ruimte meestal vijf keer de totale hoogte van het apparaat.'

 

Vortex Bladeless: een windturbine die geen turbine is (video)De dynamo

Momenteel wekt Vortex elektriciteit op via een dynamosysteem met spoelen en magneten, aangepast aan de dynamiek van de vortex, zonder tandwielen, assen of roterende onderdelen. Het gepatenteerde ontwerp zorgt volgens het bedrijf voor minder onderhoud en maakt smeren overbodig.


A. Het vaste deel van de stator
B. Het mobiele gedeelte van de dynamo
C. Stator's ondersteuning

 

Frequentie-afstemming

De frequentie van de uitslag is evenredig met de snelheid van de windstroom, maar elke constructie heeft zijn eigen natuurlijke trillingsfrequentie. Om windfrequenties af te stemmen op de natuurlijke frequentie van een apparaat, moet je onder andere de lichaamsmassa (hoe meer massa, hoe minder natuurlijke frequentie) en de stijfheid (hoe meer stijfheid, hogere frequenties) aanpassen. Daarom heb je complexe mechanismen nodig om de natuurlijke frequentie van het apparaat te variëren.

 

Om dit te voorkomen, gebruikt het Vortex-ontwerp een magnetisch opsluitingssysteem met permanente magneten die de schijnbare stijfheid van het systeem vergroten op basis van hun mate van buiging. De mate van buiging neemt toe zolang de wind intenser wordt. Dit noemen ze het tuning systeem.

 

Met dit gepatenteerde zelfsynchronisatiesysteem kan de Vortex zich aanpassen aan de windsnelheid, met een inschakelpunt in ongeveer 3 m/s (startsnelheid). Het kan automatisch de stijfheid variëren en 'synchroniseren' met de inkomende windsnelheid, om in resonantie te blijven zonder mechanische of handmatige interferentie.

 

 

Reacties (3)

Het is jammer dat het artikel niets zegt over het elektrisch vermogen dat geleverd kan worden.
Bas Molenaar, 24 maart 2021 13:32
Hoe zit het met geluid en trillingshinder van die dingen? Daar spreekt men niet over.
Rens Patrick, 23 maart 2021 11:40
toepasbaar in stedelijke omgeving maar geen woord over het geluidsniveau van deze constructie. toch zeer relevant in bewoonde omgevingen.
Dirk Van daele, 23 maart 2021 08:44
 

Gerelateerd nieuws

Een opblaasbare structuur die blijft staan zonder druk

Een opblaasbare structuur die blijft staan zonder druk (video)

Een team van de Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (Saes, VS) heeft een op origami geïnspireerd ontwerp ontwikkeld voor opblaasbare constructies die bljiven staan zonder constante…

Opnieuw Nederlandse finalist European Inventor Award

Nederlandse uitvinder stabiele loopplank in finale European Inventor Award (video)

De Nederlandse ingenieur, ondernemer en uitvinder Jan van der Tempel is genomineerd voor de European Inventor Award 2021. Hij is een van de finalisten in de categorie Industrie. Dat maakte het Europees Octrooibureau (EOB…

Kijk hoe robots de productie van windturbines versnellen

Kijk hoe robots de productie van windturbines versnellen (video)

Robots kunnen de krachtige magneten die nodig zijn in windturbines in 55 seconden in de elektrische generatoren plaatsen. Een mens doet hier een uur over - en loopt daarbij het risico zijn vingers te beknellen.

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Nieuw! Deurgreepmodule PSENmlock van Pilz

Het veilig heksysteem PSENmlock is uitgebreid met een unieke deurgreepmodule.

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

18 mei 2021, online

Citython

Innovatieve young professionals gaan de strijd met elkaar aan om mobiliteitsuitdagingen in steden op te...

18 mei 2021, 18, 19 en 20 mei 2021

Machineveiligheid in vogelvlucht (online training)

18 mei 2021

Webinar: Bit By Blazing Bit

Over high speed data-acquisitie en aansturing.

Meer agendapunten »