Научно објаснување: Зошто ветерните турбини имаат по три лопатки?

Денес производството на електрична енергија од ветерот е една од најбрзорастечките индустрии на глобално ниво, но познато е дека човекот ја искористува енергијата од ветерот со години.
Во последните години, енергијата на ветерот добива сè поголема популарност како ефикасна и одржлива алтернатива на фосилните горива. Ширум светот расте бројот на офшор ветерни паркови, а моќноста на турбините станува сè поголема. Но, нивниот специфичен дизајн со три лопатки се задржува. Се поставува прашањето, зошто токму три?

Тоа се разбира не е случајност, а одговорот лежи во инженерингот на енергијата од ветерот, односно како да се добие максимална енергија. Со цел да се произведе максимално количество енергија, постојат многу фактори кои треба да се земат предвид.
Ветерните турбини за производство на електрична енергија се многу постари отколку што се мисли. Првата таква турбина е откриена во 1888 година од страна на Charles F. Brush. Таа имала дури 144 дрвени лопатки и можела да произведе скромни 12 kW електрична енергија.
Сè до средината на 30-тите години од минатиот век, многу рурални жители од американскиот континент зависеле од енергијата на ветерот како единствен извор на електрична енергија. Турбините биле достапен и трошковно ефективен начин за обезбедување електрична енергија за места кои се надвор од опфатот на електричната мрежа.

Принципите на проектирање на производството на електрична енергија од ветерни турбини не се смениле многу до денес. Ветерните турбини се проектирани така што ќе претставуваат бариера за кинетичката енергија складирана во ветерот, конвертирајќи ја истата во електрична енергија. Бариерара доаѓа во форма на лопатките од турбината кои се специјално изведени со цел добивање на најголемо можно количество на енергија.
Како и да е проектирањето на лопатките е деликатна наука и се потпира на многу фактори поврзани со аеродинамиката и отпорот на воздухот. Токму поради ова не е случајно што лопатките на ветерните турбини многу потсетуваат на крилјата на авионите. Поради отпорот од лопатките ветерот има поголема брзина зад лопатката отколку пред неа. Тоа овозможува ротација на лопатките, што е предуслов за генерирање на електрична енергија. Но тоа, само по себе не е доволен услов. Инженерите мора да ги земат предвид сите параметри поврзани со брзината и отпорите со цел да обезбедат што е можно поефикасно производство на енергија. Од друга страна пак, една од најголемите предности на ветерните турбини е во намалувањето на бучавата, што е исто така предизвик за проектантите. Турбините кои работат со пониска бучава се разбирливо секогаш поприфатливи.

Значи, имајќи ги предвид сите фактори, денес ветерните турбини со три лопатки се стандард. Тоа всушност е еден вид на општо прифатен компромис. Ако станува збор само за максимално производство на енергија, тогаш една лопатка би била оптимум. Но, тогаш турбината нема да биде балансирана, па тоа не е практичен избор по однос на стабилноста.
Слично на тоа, две лопатки би овозможиле поголемо производство на енергија отколку три, но со тоа ќе се појави феномен кој предизвикува тресење и вибрации, односно повторна нестабилност. Од друга страна, секој број на лопатки поголем од три, ќе предизвика поголем отпор на ветерот и пониска ефикасност.
Од овие причини, турбините со три лопатки се идеален компромис помеѓу производството на енергија и стабилноста и издржливоста на турбината. Но, науката смета дека ова нема засекогаш да биде така. Инженерите постојано работат на нов, поефикасен дизајн за идните постројки.
Една од најпопуларните концепции е т.н. турбина без лопатки. Овој концепт има многу бенефити, меѓу кои трошоците и одржувањето. Компанијата Vortex Bladeless веќе има создадено прототип на ваква турбина која го користи жироскопското движење за добивање енергија. Во старт трошоците за една ваква изведба се проценети на околу 50 % од класичната, со очекување да се намалувааат со текот на времето.

ЕГИПЕТ НАСКОРО ЌЕ БИДЕ ДОМАЌИН НА НАЈГОЛЕМИОТ СОЛАРЕН ПАРК ВО СВЕТОТ

Benban Solar Park е името на новиот мегаинфраструктурен проект во Египет и новиот најголем соларен парк во светот, со инсталиран капацитет помеѓу 1.6 – 2.0 GW, кој се очекува да биде завршен до средината на 2019 година. Проектот ќе има можност да ја продава енергијата по цена од 7.8 ¢/kWh на државната електроенергетска компанија Egyptian Electricity Transmission Company (EETC).

Во моментот, 29 централи во овој парк се предмет на јавно финансирање во вредност од околу 1.8 милијарди долари. Паркот е проектиран да има 32 централи. Се очекува дека со оваа инвестиција Египет ќе обезбеди чиста енергија за наредниот период, задвижување на економскиот раст и намалување на сиромаштијата во оваа земја со 90 милиони жители.

Египетските власти сметаат дека земјата може да произведува 20 % од обновливи извори до 2022 година. Источниот регион на пустината Сахара е познат по интензивното соларно зрачење во светски размки. Рангиран е пред пустината во западниот дел на САД и Мексико, но малку зад најдоброто место во светот од овој аспект – пустината во Чиле.

Моделот на финансирање овозможува добри услови за инвеститорите. Агенцијата MIGA (Multilateral Investment and Guarantee Agency), организација во рамките на Светска банка, обезбедува 210 милиони долари осигурување од политички ризик за инвеститорите вклучени во соларниот парк. International Finance Corporation (IFC) и конзорциумот составен од 9 меѓународни банки обезбеди заем од 653 милиони долари, што е најголем одобрен заем на приватниот сектор за финансирање на фотоволтаични централи во Северна Африка и Средниот Исток.