Кайты и дроны можно использовать как источники возобновляемой энергии
Летательные ветроэнергетические системы (ЛВЭС) – новый вид технологий, позволяющий аккумулировать энергию ветра. Дорогостоящие и громоздкие башни и роторы обычных ветровых турбин предлагается заменить на легкий трос и летательные аппараты (гигантские гибкие кайты или крупные дроны).
В так называемых «заземленных» схемах производства электроэнергии ЛВЭС используют силу натяжения троса для запуска электрогенератора, находящегося на земле, в то время как энергия вырабатывается непосредственно ветровыми турбинами на борту летательного аппарата и передается на землю по соединительному кабелю.
Для производства и эксплуатации ЛВЭС потребуются небольшие расходы на материалы и установку. Они работают на больших высотах (свыше 500 метров), где потоки ветра более интенсивные и стабильные. Кроме того, простота транспортировки ЛВЭС позволяет использовать их для выработки электроэнергии в отдаленных труднодоступных районах.
Как объясняет Гонсало Санчес Аррьяга, исследователь кафедры биоинженерии и аэрокосмического инжиниринга в мадридском Университете Карлоса III: «ЛВЭС — это прорывные технологии, работающие на больших высотах и вырабатывающие электроэнергию. Эти разработки объединяют хорошо известные дисциплины электротехники и аэронавтики, такие как конструирование электрических механизмов, теория аэроупругости и управления, с инновационными нестандартными подходами, связанными с динамическими характеристиками дронов и троса».
В ходе этих разработок исследователи университета представили в научной статье, недавно опубликованной в журнале Applied Mathematical Modelling (Прикладное Математическое Моделирование), новый полетный симулятор для ЛВЭС. Рикардо Боробиа Морено, инженер из Испанского Национального Института Аэрокосмических Технологий поясняет: «Симулятор может использоваться для изучения поведения ЛВЭС, для оптимизации их конструкции и для расчета траекторий режима максимально эффективного производства энергии».
Это новое ПО, принадлежащее Мадридскому Университету Карлоса III, зарегистрировано, его легко скачать, и оно может быть использовано в исследовательских целях другими группами ученых.
Параллельно с симулятором исследователи разработали летающую тестовую лабораторию для ЛВЭС. Два «крыла» для кайт-серфинга были оборудованы несколькими приборами, которые на протяжении многих часов полетов записывали базовую информацию, такую как положение и скорость кайта, углы атаки и бокового скольжения, натяжение троса. Впоследствии опытные данные были использованы для окончательной настройки различных программных инструментов, в том числе упомянутого выше симулятора и измерителя различных параметров кайта.
«Подготовка тестовой лаборатории потребовала значительных затрат времени, усилий и ресурсов, но в то же время это работа заинтересовала большое число студентов. Кроме того, исследования в рамках проекта расширили наши учебные программы, и многие наши студенты выполнили курсовые и дипломные работы на тему ЛВЭС», — заметил Гонсало Санчес Аррьяга, который преподает курс динамики полета.
21.02.2019 13:24
