Как на самом деле надо снимать энергию с ветра.⁠⁠

Привет народ! Вне интернета меня зовут Вадим Гущин. Моя фраза может показаться слишком самонадеянной, но сегодня я хотел бы рассказать вам как снимать с ветрогенераторов (и не только с них) мощность на порядки большую, чем у моделей, которые вы можете найти в магазинах. Данный способ будет представляет из себя ветроэнергетику завтрашнего дня. Хотя все основные принципы давно известны.

Для того, чтобы понять как это сделать давайте посмотрим на формулу мощности воздушного потока.

В формуле: P - мощность (вт), V - скорость потока (м/с), S - площадь сечения потока (м2), ρ - плотность движущейся среды (кг/м3). Для того, чтобы понять сколько энергии получится снять с ветряка необходим еще один множитель в виде КПД этого самого ветряка, зависит от модели.

Как мы можем видеть ничто не имеет такого значения как скорость ветра, т.к. она - в третьей степени. При отсутствии необходимого ветра никакие ухищрения не спасут нас от отсутствия энергии.

Значит поток ветра надо ускорить. И сделать это чрезвычайно просто, в этом нам поможет уравнение неразрывности:

В данном уравнении S - это площадь сечения потока (м2), V - это скорость потока (м/с).

Это уравнение говорит нам о том, что можно ускорить поток, уменьшив при этом площадь сечения трубы, через которую он проходит.

А фокус состоит в том, что в формуле мощности площадь сечения потока присутствует в первой степени, а скорость потока - в третьей. Таким образом уменьшая параметр S в пользу параметра V мы, в результате, увеличиваем мощность потока!

К примеру:

если мы имеем поток ветра с характеристиками V=1 м/с, S=1 м2, и ρ=1,204 кг/м3 (плотность воздуха при 20 градусах Цельсия). Рассчитав по первой формуле мощность мы получим аж 0,602 ватта. Не густо.

Однако! Если мы берем тот же поток и пропускаем его через воронку с уменьшением площади сечения, к примеру в десять раз. То у нас получаются характеристики потока V2=10 м/с, S2=0,1 м2. Подставляя эти значения в первую формулу мы получим мощность потока во втором сечении 60,2 ватта. Рост мощности в 10 в квадрате раз. 60 ватт вместо 0,6.

А если изначальная скорость ветра была бы не 1 м/с, а 2 м/с? То мы получили бы мощность Р1=4,816 ватт, и Р2=481,6 ватт. Чувствуете?) Почти полкиловатта вместо четырех.

А теперь давайте посмотрим на карту средних ветров на территории России и прикинем в уме сколько энергии со всего этого можно было бы снять. А Казахстан в этом отношении - вообще миллиардер).

Сразу отмечу что расчет без потерь на трение, который я привел выше, в гидравлике и аэродинамике называется расчетом для идеальной жидкости, или идеального газа соответственно. Реальные газы, проходя через воронку теряют часть энергии. Однако при правильном проектировании воронки эти потери составляют менее 1%.

Если вы думаете что я - первый человек, который додумался до использования подобного эффекта в ветрогенерации, то вы ошибаетесь. Многие изобретатели до меня пытались его применить. К примеру вот проект Юрия Валентиновича Криулина - aerogreen.

На рисунке два диска над S2 это направляющие для турбины и ступень турбины, превращающей поток ветра во вращательное движение. Как вы можете видеть изначальная площадь S1 гораздо больше S2, за счет чего этот ветрогенератор очень мощный. Также в его случае кроме уменьшения сечения применен поворот  воздушного потока для того, чтобы ветрогенератор не надо было поворачивать по ветру. Поворот забирает часть энергии потока на себя, однако наделяет аппарат вышеуказанным достоинством.

В общем нет, я не ошибаюсь, ускоряя поток в воронке (а по грамотному - в конфузоре) можно действительно снимать с него гораздо большую мощность чем просто поставив где-то аппарат с громадными лопастями.

Однако это далеко не все! Я развил идею с ускорением и предлагаю её на ваш суд.

Мое изобретение называется - стримсор. И это - компрессор. Дело в том, что при ускорении потока этот поток получает высокую кинетическую энергию, которая еще называется скоростным напором, или скоростным давлением. Этот напор выражается формулой.

В формуле ρ - все также плотность движущейся среды (кг/м3), а V - все также скорость движения (м/с).

И если на пути данного потока оказывается какой-то объект, то давление, действующее на него рассчитывается по вышеуказанной формуле. А вот если на пути этого потока оказывается, к примеру, труба, открытым концом повернутая в сторону потока ветра, то давление уже оказывается на то, что в трубе, на воздух. И так как давление на жидкость или газ передается в любую его точку в любой емкости, соединенной с трубой установится тоже давление. Таким образом можно нагнетать огромные объемы сжатого воздуха в емкости, соединенные с этой трубой. Ниже вы можете видеть концептуальную схему этого механизма. Синий - изначальное скоростное давление, красный - увеличенное скоростное давление.

При помощи стримсора можно создавать системы генерации энергии, с ее сохранением в виде сжатых объемов газа и возможностью применять для асинхронных генераторов переменного тока, можно создавать пониженное давление, можно создавать климатическое оборудование охлаждающее, или нагревающее воздух, можно рекультивировать болота, можно опреснять воду и много чего еще. Если вам интересно как все вышеперечисленное вообще связано с моим прибором, как работают эти механизмы, то на сайте бумстартер существует проект под названием стримсор, в котором я обо всем об этом рассказываю. Обязательно заходите если будет желание.

Спасибо за внимание.