Vindtunneltests kan hjælpe drager med at blive en ren energi højflyver

Brugen af ​​drager til at fange vindenergi og omdanne den til omkostningseffektiv 'grøn' elektricitet kan være inden for rækkevidde, med EPSRC-finansieret forskning ved Imperial College London, der spiller en vigtig rolle i at gøre det muligt.

Forbundet til et bredere Innovate UK-finansieret projekt, et hold ved Imperial's Department of Aeronautics har sat en drage-energienhed igennem sine trin ved hjælp af en vindtunnel, der er en del af den EPSRC-støttede National Wind Tunnel Facility (NWTF).

De producerede data har hjulpet Glasgow-baserede Kite Power Systems (KPS) - en virksomhed, der sigter mod at bringe drageenergi på markedet inden 2025 - med at optimere sin enhed for at forbedre dens effektivitet og effektivitet. Dette gør virksomheden i stand til at tage konceptet til næste udviklingstrin.

Drageenergi involverer at tøjre en specialdesignet drage til en spole via kabler. Mens dragen bevæger sig rundt i vinden, i et ottetalsmønster, trækket i kablet drejer spolen, og tromlens bevægelse udnyttes til at generere elektricitet. Drager af denne art kunne udplaceres i grupper, med offshore-lokationer en potentiel mulighed, hvor installationer kunne producere betydelige mængder strøm til konkurrencedygtige priser.

Vindtunneltestene hos Imperial udforskede den 'belastning', som en model af drageenergienheden på tre meter x en meter blev udsat for, samt effekten af ​​'træk', mens den manøvrerede. Da drageenergienheder ville blive designet til at bevæge sig i luften med hastigheder på op til 80 meter i sekundet, disse kræfter kan være meget betydelige, så designet skal kombinere smidighed med robusthed.

Professor Mike Graham, der ledede det kejserlige hold, siger:"Vi behandlede både en stofmodel af drage-energienheden og en stiv aerofoil-model af tværsnittene, og de indsamlede data har hjulpet KPS med at vurdere dette design. Vores arbejde har også hjulpet med at informere valget af materialer, der vil blive brugt i enhederne. Konsortiet involveret i Innovate UK-projektet omfattede en masse industriel opbakning, men Imperial har været den eneste involverede akademiske partner. Vores arbejde har derfor spillet en markant rolle i at få konceptet til at komme videre."

Vindtunnelen ved Imperial, der blev brugt i testen, har en 18 meter lang højhastighedsarbejdssektion og en stor lavhastighedssektion på knap seks meter bred og tre meter høj. Det er en af ​​tre vindtunneller på kollegiet, der er inkluderet i NWTF.

Professor Graham siger:"NWTF består af 17 vindtunneller placeret på tværs af syv britiske universiteter, kollektivt at levere en facilitet i verdensklasse, der er tilgængelig ikke kun for universiteter, men også for industribaserede brugere. Det vil holde Storbritannien på forkant med forskning i aerodynamik og væskemekanik, og vores arbejde med drageenergi har været et godt eksempel på dets værdi."

David Ainsworth, KPS CEO, siger:"Arbejdet udført i vindtunnelen af ​​Imperial College London som en del af Innovate UK-bevillingen var uvurderlig for vores øgede forståelse af vores komponenters adfærd. Læringen har i væsentlig grad styret vores teknologiretning og sikrer, at vi er på vej mod kommercialisering inden 2025."