Вятърни генератори, турбини и паркове

9 евроцента за kWh eлектричество, произведено от вятърни турбини е действащата от 2009 г. преференциална цена за задължително изкупуване на 100% генерираното електричество от електроцентралите, работещи с безплатната вятърна енергия. За последните години тази цена се увеличи с 50% и ежегодно преференциалните условия за ветроенергийните инвеститори се подобряват по Закон.

Очевидните тенденции за непрекъснато увеличение на цените на електроенергията е глобална тенденция. А дефицитнът на традиционните евергоресурси непрекъснато повишава цената им, особено след най-голямата екокатастрофа в САЩ - необратимото петролно замърсяване на Мексиканския залив. Затова, ускореното увеличение на всички енергийни цени бързо ще достигне нивото на преференциалните такива за енергия от ВЕИ. А това е най-голямата и абсолютна гаранция за инвеститорите във ВЕИ. Между впрочем, изкупните цени на тока от някои наши ТЕЦ отдавна са по-високи от преференциалните изкупни цени за тока от ВЕЦ и са съизмерими с тези на тока от малките вятърни турбини. А токът, изкупуван от градските топлофикационни ТЕЦ-ове е два пъти по-скъп от този от големите ВЕЦ и съизмерими с тока от големите вятърни турбини.

За всички, големи и малки, проекти с ВЕИ е задължителен проектът по Наредба 1627 от януари 2008 г. на МИЕ.

Не всяка вятърна турбина е подходяща за масово използване у нас. Тя трябва да е високопроизводителна при ниски ветрови скорости, каквито преобладават в нашата страна. Много инвеститори у нас закупиха употребявани вятърни турбини от западна Европа. Те се оказаха неефективни, не само, защото са стари и непроизводителни модели, но и защото по принцип не са подходящи за ветроусловията на повечето места, където са монтирани. Затова още през 2007 година стана задължително по Закон предварителното проектиране на вятърни електроцентрали и други на ВЕИ у нас. Така е отпреди и в другите евродържави. Там и у нас е задължително изготвянето на вариантен проект с икономически доклад, съгласно изискванията на Наредба 1627 на Министерството на икономиката и енергетиката. Съгласно Наредбата, този доклад се изисква преди да се започнт всякакви действия и процедури, свързани с инвестиционения процес на електроцентралите на ВЕИ.

С наименованието РОТОДЖЕТ обозначачаваме новоизобретените реактивни вятърни турбини, предназначени за високоефективна работа при ниски ветроскорости. Изобретените нов клас  реактивни турбини се въртят не само заради разликата в налягането на флуида пред и зад лопатите. Но и поради формирането на реактивна струя в периферията на лопатите, която създава реактивна сила, подпомагаща въртенето. Тази сила е за сметка на натиска на флуида върху фронталните стени на лопатите. Част от този натиск се пренасочва за полезно въртене лопатите.

Освен от натиска, периферните реактивни струи се формират и от центробежно изхвърляния флуид при въртенeто, който се пренасочва в периферни реактивни струи. Особеността на използваната центробежна сила за подпомагане на въртеното е фактът, че тази сила не е класическа Нютонова сила, а е наричана от някои физици "феноменална", защото тя съществува не само при ускоряващо се въртене (с положително ъглово ускорение), но и при равномерно въртене (с нулево ъглово ускорение), както и при забавящо се въртене (с отрицателно ъглово ускорение).

Накратко - центробежната сила винаги косвено подпомага въртеното на турбината, независимо как тя се върти. Именно поради това, новоизобретеният нов клас турбини са значително по-ефективни от всички известни вятърни и хидрокинетични турбини. Това означава, че те в по-висока степен трансформират флуидната кинетична енергия в полезна такава. Анализът на генерираната електрическа мощност показа, че тя се увеличава повече за сметка на увеличения въртящ момент на ротора, и по-малко от повишаването на оборотите. Казаното, приведено към електрически величини, е приблизително равнозначно на увличение на силата на генерирания електрически ток, в по-голяма степен, в сравннеие с нарастването на напрежението. Това е известно от динамиката на електрическите машини, при която напрежението на електрогенератор, независимо дали е ротационен или линеен, расте със честотота на пресичане на силовите линии на електрическите, магнитните и електромагнитните полета. Но когато електрическият товар се увеличава, тогава е необходим много по-голям въртящ момент на вала на електрогенератора. Силата на електрическия ток се увеличава пприблизително пропорционално с ръста на механичния въртящ момент. Но при слаб вятър, например, хоризонтално-осевите конвенционални турбини не могат да самостартират, дори и електрическият товар да е малък, защото механичното съпротивление при старта е голямо и минималният въртящ момент на вала на турбината не е достатъчен тя да се върти под товар. Трудният самостарт на хоризонтално-осевите конвенционални турбини прави практически неоползотворена енергията на вятъра при скорости под 3-4 метра в секунда. Също така ветроенергията е неефективно оползотворена от конвенционалните хоризонтално-осеви турбини и при средни ветроскорости, когато турбините, макар че се въртят, коефициентът им на полезно действие е нисък, поради малкия им въртящ момент.

За съжаление преобладаващите ветроскрости на нашата територия (и не само у нас) са ниски до средни и затова конвенционалните вятърни турбини не са ефективни на голяма част от нашата териотория. Поради това най-големите ветропаркове се концентрирарха в Североизточна България, където за ветроскоростите са по-високи, но пък съществуващата електромрежа е с малък капацитет поради традиционно аграрния характер на района.

Именно ниската ефективност конвенционалните пропелерни ветрогенератори при малки и средни ветроскрости води до редица енергосистемни проблеми не само у нас, в следствие на невъзможността за по-равномерно териториално разпределение на ветро-електрогенерацията с нереактивни турбини. Този съществен недостатък на нереактивните турбини е напълно преодолян при реактивните. Мощността на реактивните турбини е сравнително много по-голяма (до 3 пъти) при по-ниски обороти на лопатите, поради значително увеличения им въртящ момент. А това е благоприятно и за значително намаления шум от тях. Новопатентована реактивна хоризонтално-осева вятърна турбина вижте на: www.youtube.com/watch#!v=OwkLKdPuJAY&feature=channel

Видео на рефлекторна система за фотоволтаици на двуосни тракери във ветро-фотоволтаичен парк вижте на: www.youtube.com/watch#!v=9S4R_U7RExY&feature=channel 

Новоизобретеният триосен таркер вижте на: www.youtube.com/watch#!v=zA1JMB6bH3Q&feature=channel

На това видео: www.youtube.com/watch#!v=-PX0wGi3Oag&feature=channel е показана хибридна понтонна електроцентрала с вертикални реактивни хидрокинетични и вятърни турбини. Тя е широко приложима при речни и канални бавни течения, защото новопатентованите кухи роторни лопати формират реактивни струи в изходящия им ръб, което значително увеличава тяхната ефективност и им позволява висока призводителност при ниски скорости на водните и ветровите потоци. А вертикалното положение на лопатите гарантира тяхното непрекъснато въртене, независимо от посоката на водното и вятърното течение. Бавното въртене на лопатите не е пречка, нито за подводните обитатели, нито за птиците. Електроцентралата не може да змърсява околната среда, защото в нейните отделни елементи няма маслонапълнени части или такива с други флуидни замърсители.

Сравнение на работещи конвенционална и реактивна турбина вижте на това видео: http://www.youtube.com/profile?user=miscbeep#p/u/14/bWoLchq3EME  Повече вижте на "Българин изобрети реактивна турбина" www.monitor.bg/article?id=240907 

Широкото навлизане на вятърните турбини е препятствно от три основни причини:

Първата е непригодността на познатите малки ветротурбини да работяят ефективно при слаби и турбулентни ветроусловия, каквито са типични за застроените и залесените населени места.

Втората причина е силният високочестотен шум, който причиняват познатите ветротурбини при въртенето си.

Третата причина е, че те са опасни за птиците.

Посочените горе три основни причини се решават едновременно с новата роторна конструкция на реактивните 3D вятърни турбини. Благодарение на използваната реактивна сила те работят ефективно при слаби и турбулентни ветрове.

Същевремнно 3D роторите имат широки лопати и се въртят с ниски обороти. Поради ниските обороти те не издават високочестотни шумове, а заради широките им лопати те се възприемат от птиците като плътни тела и те не преминават през въртащите се лопати.

Вижте повече на http://www.tonchev.org

 

Торнадо хоризонтално осева турбина с 3D ротор започва да генерира електричество при ултра ниска ветроскорст 0.6 m/s. Вижте видеокилипове на работещи прототипи тук.

 

Предтурбинен ветроускорител

Снимките показват различни форми на ветроускорители. Те са приложими и пред някои видове хидрокинетични реактивни турбини.

На видеото вижте изпитание на предтурбинен ветроускорител : www.youtube.com/watch?v=CA1GqW1HJL4&feature=channel_video_title

 

Вятърни паркове

Ефективното преобразуване на вятърна енергия чрез вятърни електрогенератори и турбини, работещи самостоятелно или обединени във вятърeн парк, задължително изисква професионален анализ на ветроусловията, последван от енерготехнически проект с избор на най-подходящите ветро турбини. Всяка неточност, както при ветроенергийния одит, така и при избора на подходящи турбини, може да доведе до значителна надценка/подценка на годишната електропроизводителност. Тази чувствителност, към точността на ветроенергийния одит и избора на съответния вятърен генератор, се дължи на факта, че при двойно увеличение на ветроскоростта, мощността се увеличава 8 пъти, а при тройно - 27 пъти. Затова е много важен предварителният избор на място за фундиране ня всяка турбина, защото дори и над малък хълм, с височина спрямо околния терен около 50 метра, скоростта на вятъра на хълма е 2 - 2,5 пъти по-висока, отколкото в равнинния терен под него. Т.е. подценяването / надценяването на годишното електропроизводството на вятърен електрогенератор, в разглеждания случай, може да бъде в граници от 8 до 14 пъти ! За съжаление, през последните години видяхме редица примери за неудачен избор както на място, така и на вятърен електрогенератор за него. Как да се оцени ветропотенциала е описано тук. Задължителният обхват на проектирането на електроцентралите, работещи с ВЕИ вижте тук.

България има едни от най-добрите условия за ветроенергетика в Източна Европа. У нас разполагаме с множество подходящи места за ветрогенератори. Но те имат свои специфични ветроклиматични условия. За всяко място може да се избере най-подходящата вятърна турбина. Грешна е тезата, че ако вятърът е слаб, то печалбата от вятърните централи е малка. съвременните мегаватови турбини имат модели на водещи фирми, които са подходящи и за работа при по-малки ветроскорости. Всъщност, изборът на подходящите ветрогенератори, е предмет на проекта по Наредба 1627.

Допълнителна информация за патентованите турбини и други машини, работещи на ВЕИ може да намерите тук

Вижте видео http://www.youtube.com/watch?v=oAwwQz8uHWw   на магистрална електрозарядна електроцентрала, използваща 100% чиста и напълно възобновяема енергия от вятъра и слънцето. Тя е предназначена за зареждане на всички транспортни средства, ползващи електрическа тяга, като електро коли и plug-in хибридни коли.

Излишъкът на електроенергия се отдава на електлическата мрежа и/или се използва за производство на водород за водородни коли или за енергоакумулация.

Снимки и видео на новоизобретените реактивни и торнадо турбини вижте тук.

Показаните на снимките хибридини ветро-слънчеви електроцентрали могат да се използват не само за електрозахранване на транспортни средства, но и за енерго захранване на автомобили в най-широк смисъл: с хидравлична; пневматична; маховична; електрическа и други видове тяга (парвична или допълнителна), която да се зарежда с енергия от посочените съоръжения. Електрическите, хибридните коли и/или plug-in колите,  съгласно посочените патенти са с регенеративни спирачки, които осигуряват заряд на бордовите енергоакумулатори. Специално хибридните могат да се дозареждат с цел да се увеличи пробегът на електрическа и/или маховична тяга например, за сметка на 100% чиста енергия от ветро-фотоволтаичените електроцентрали. По принцип тези централи могат да отдават излишък на електричество в обществена мрежа.

Разгледаните и други подобни хибридни централи на ВЕИ са част и от "зелените селища", в които всички енергийни консуматори (битови, промишлени, комунални, транспортни ....) са 100% на ВЕИ, както и ПЛЮС енергийните къщи в самите зелени селища, За подобряване баланса на електросистемата с ВЕИ, електрическите автомобили могат да изпразват акумулаторите си (включително и ако акумулаторите им са маховични или други видове не електрически) в обществената елмрежа, Но няма да имат ток за движение. Хибридните plug-in коли по български патенти (вижте по-горе) имат и тази възможност, без да рискуват потенциала за движение.

Видео на фотоволтаичната патентована система с рефлектори за удвояване на електропроизводителността на фотоволтаиците вижте на  www.youtube.com/user/miscbeep#p/a/u/0/XE-mOgND07I . Посочените фотоволтаични елекктроцентрали са предназначени за зареждане на всички транспортни средства, ползващи електрическа тяга, като електро коли и plug-in хибридни коли. А излишъкът от електронергия може да захранва други елконсуматори, включително и да се отдава на електромрежата на електроразпределителните дружества, или пряко на националния електросистемен оператор.

Реактивни турбини

В долната таблица са обобщени основните предимства и недостатъци на познатите и новоизобретените турбини ROTOJET:

Вид на турбината	Съпротивителна	Аеро-хидро динамична	Съпротивителна Аеро-хидро динамична	Реактивна Аеро-хидро динамична	Реактивна  Съпротивителна	Реактивна  Съпротивителна Аеро-хидро динамична
	Конвенционални вятърни и хидро-кинетични турбини			Новоизобретени  вятърни и хидро-кинетични  ROTOJET турбини
Предимства	лесен самостарт с висок въртящ момент	добра ефективност при високи скорости на флуида	много добър въртящ момент	добър въртящ момент, много добра ефективност при високи скорости на флуида	лесен самостарт с добър въртящ момент	лесен самостарт с добър въртящ момент и много добра ефективност при високи скорости на флуида
Недостатъци	ниска ефективност при високи скорости на флуида	нисък въртящ момент и невъзможен самостарт при ниски скорости на флуида	средна ефективност при високи скорости на флуида	средна ефективност при високи скорости на флуида	средна ефективност при високи скорости на флуида	не висок въртящ момент, но самостартира при ниски скорости на флуида
Възможност за самостарт	да	не	да	да, при средни до силни скорости на флуида	да	да

Всеки от жълтите линкове в горната таблица пряко води до съответното демонстрационно видео. Вижте и текстовото обяснeние към всяко видео.

Сравнение на работещи конвенционална и реактивни пропелерни хоризонтално осеви турбини без ветроускорители вижте на това видео: http://www.youtube.com/profile?user=miscbeep#p/u/14/bWoLchq3EME 

Изобретените нов клас турбини, наречени реактивни турбини, се въртят не само заради разликата в налягането на флуида пред и зад лопатите, но и поради формирането на реактивна струя в периферията на лопатите, която създава реактивна сила, подпомагаща въртенето. Тази сила е за сметка на натиска на флуида върху фронталните стени на лопатите. Част от този натиск се пренасочва за полезно въртене лопатите. Освен от натиска, периферните реактивни струи се формират и от центробежно изхвърляния флуид при въртенeто, който се пренасочва в периферни реактивни струи. Особеността на използваната центробежна сила за подпомагане на въртеното е фактът, че тази сила не е класическа Нютонова сила, а е наричана от някои физици "феноменална",  защото тя съществува не само при ускоряващо се въртене (с положително ъглово ускорение), но и при равномерно въртене (с нулево ъглово ускорение), както и при забавящо се въртене (с отрицателно ъглово ускорение).

Всеки линк в долната таблица пряко води до видеоклипове за патентовани хибридни електроцентрали по съответната тема:

Ветро-слънчеви електроцентрали	Понтонни хидро-вятърни електроцентрали	Плюс енергийни сгради	Хибридни реактивни турбини
Wind-Solar Power Plants	Hydrokinetic - Wind Power Barges	Plus Energy Buildings	Hybrid Zero Head Jet Turbines

See the related video of patented (BG patents) eco-cars by clicking of each link in the table above. Take an overlook of the description of each video.

Натиснете, който и да е линк в долната таблица, за да видите видео на патентована слънчева система по БГ патенти по съответата тема:

Фотоволтаични отражателни системи	3D слънцеследящи системи	Ветро-фотоволтаични паркове	Слънцемобил СОЛЕКСТРА
Solar PV Reflectors	3D Solar PV Trackers	Wind Photovoltaic Parks	Solar Powered E-car SOLEXTRA

See the related video of patented (BG patents) advanced Solar PV system by clicking of each link in the table above. Take an overlook of the description of each video.

Евросубсидии

Благодарение на новите изобретения в областта на енергийтната ефективност, ВЕИ и екологичните автомобили, може да се стартират иновативни предприятия за елементи, възли и агрегати, както и за сглобяването на редица изделия, съоръжения, електроцентрали и автомобили. Без съмнение такива предпрриятия ще имат лидираща роля в съответния бизнес, не само у нас. Високо субсидираната тристъпкова Европрогарама Конкурентно способност за такива иновации (може да се реализира и само стъпка 1) е с 90% евросубсидия за всяка стъпка:
• Оперативна Програма Конкурентоспособност 2011 на ЕС предвижда най-много средства за проекти, при които субсидиите са от 50 до 90%.
• Евросубидиите за новостартиращи иновативни предприятия, по горната програма, са до 90%. А приоритет са проекти с използването на ВЕИ, енергоспестяване и икономия на течни горива, каквито са описаните изобретения на тези страници.
• За всички други европейски програми има многократно повече кандидати, отколкото предвидени пари за техните проекти.
• Само за европрограмите за иновациите има много повече пари, отколкото проекти, защото, според изискванията на програмата, иновацията означава да се прави прототип на собствено изобретение – а такива хора са малко.
• По програма конкурентоспособност се субсидират проекти за подготовка за внедряване в производството на иновативни продукти и предоставяне на иновативни услуги. Стартиращите (новорегистрирани) предприятия от тази сфера се предпочитат от програмата, а процедурата и документацията са значително улеснени. Приоритетно допустими за финансиране по процедурата са кандидати, които внедряват иновативни продукти – собствена разработка – в сферата на възобновяемите енергийни източници.
• За целта първо се регистрира изобретение в Патентното ведомство и после фирма, която ще го развие до прототип. Субсидията е 90%, а максималната сума на разработката на първата стъпка е 200 000 евро, което означава, че ще се получи субсидия до 180 000 евро.
• В последствие (след приключване на първата стъпка) има следваща стъпка с до 1 000 000 евро субсидия за разработване и доставка на технологично оборудване за изработване на изобретението.
• След това има стъпка с до 3 000 000 евро субсидия за серийно производство и излизане на пазара

Парите от началната субсидия (180 000 eвро) се дават за проектанти, консултанти, оценители, персонал и т.н. Но най-много пари се дават за нематериални активи – като например лицензи на промишлен дизайн и ноу-хау за внедряване на изобретението. А най-скъпо от дизайна се оценява европейският дизайн, в сила за 27 държави от ЕС. Затова се ангажираме с разработването на патента и регистрирането му на Ваше име – имена и допълнително разработване на промишления му дизайн.

За да получите евросубидия нашият екип се ангажира със следното:

1. Патентно проучване за най-актуалните новости в областта на изобретението
2. На основание на проучването по т. 1.  разработва техническо описание на изобретението по нормативния ред в следните части:
• ОБЛАСТ НА ТЕХНИКАТА
• ПРЕДШЕСТВАЩО СЪСТОЯНИЕ НА ТЕХНИКАТА
• ТЕХНИЧЕСКА СЪЩНОСТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО
• ЧЕРТЕЖ/И И КРАТКИ ПОЯСНЕНИЯ
• ПРИМЕР/И ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО
• ИЗПОЛЗВАНЕ НА ИЗОБРЕТЕНИЕТО
• ПАТЕНТНИ ПРЕТЕНЦИИ

 

Поредица от най-нови мои патенти за електрически и хибридни транспортни средства обхващат и водните съдове. А други мои изобретения са в сферата на хидрокинетичното производство на електричество за сметка на енергията на свобдно течащата вода в реките, моретата и океаните, включително и на приливите и отливите. Техническите решения, прилагани за транспортните средства и хидрокинетичното електричество синергично се обединяват в проекта за самозареждащ се речен катамаран. Както и изобщо за воден транспорт, движещ се с електротяга, която е напълно природосъобразна и по-енергоефективна от познатите корабни и лодъчни горивни двигателни системи, които са най-големият замърсител на планетата с парникови газове. Каналнине и речните водни съдове могат  да са свързани електрически с брговете, например, на тролеен принцип. А при престой в реките техните фотоволтаици и водни движители да генерират електричество за електрозахранване на обществени електромрежи.  Повече по темата вижте на http://yacht-bg.eu/cat_49/sub_5862/