为柔和风量设计的超轻型风力涡轮机:可获得、分散化和革命性的风能

应用聚合物应用研究弗劳恩霍夫研究所(IAP)与BBF集团合作,开发了专门设计用于低风速区域的超轻型风力涡轮机。

前五个原型已交付并正在安装在不同的战略位置。目标是民主化地访问清洁、高效和适应城市、农村或紧急情况的能源。

传统微型风力发电机的一个主要限制是其高启动速度:许多在超过4m/s后才开始转动。

相比之下,弗劳恩霍夫IAP的新型号从2.7m/s开始运行。这使得它们可以安装在以前因缺乏持续风而被排除的区域,如欧洲内陆的住宅区、近市区或农业区。

性能优化和创新结构设计
新型风力发电机可达到450 RPM,在10m/s时产生2500瓦的功率,比市场上类似系统高出83%。其53%的能效接近贝兹极限(59%),将风的动能的一半以上转化为有用电力,在这种尺寸的涡轮机中是异常的。

“紧凑、超轻和高效的涡轮机可以实现真正的自主发电。这一发展展示了分散解决方案如何甚至可以整合到城市环境中”,BBF总监Raúl Comesaña M.强调。

这一进步不仅限于空气动力学的重新设计。转子叶片采用空心泡沫无核复合材料制成,总重量减轻35%,提高了对轻风的启动、结构安全性和安装便利性。

先进制造和对风的自适应响应
生产基于大型3D打印(最大2×2米)、定制模具和自动化纤维放置系统。这种方法确保毫米级精度,减少废料并提高过程的能效。

此外,开发了一种特殊的层压板,使叶片可以在强风阵风下受控变形,远离气流以避免过载。这消除了对电子制动器或复杂机械系统的需求,简化了维护并延长了设备的使用寿命。

移动、农村和人道主义应用
由于其紧凑轻便的设计,这些涡轮机可以在没有重型机械的情况下运输和安装,因此是以下情况的理想解决方案:
– 紧急营地和人道主义援助
– 季节性农业设施
– 户外可持续活动
– 无网自给的农村建筑
– 具有混合系统的公共建筑(太阳能+风能)
– 家庭和中小企业的峰值消耗缓解

走向可再生能源的循环经济
团队正在致力于一个关键的发展:开发单一材料组件,即用单一聚合物制成的零件,更易于回收且具有较小的环境足迹。这一步骤对于实现能源领域的真正循环经济至关重要。

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