Sådan fungerer MARS -turbinen

Eller, tune ind på Discovery Channel for mere om bevaringens fremtid.

Om nogle år, du kan se snesevis af kæmpe blimps svævende over hovedet. Men det vil ikke være fordi Goodyear har en hoedown - disse blimps er faktisk vindmøller. De er ikke din typiske turbine, selvom. Disse ekstremt mobile energiproducenter, døbt med forkortelsen MARS , flyder højt i luften i højder fra 600 til 1, 000 fod (183 til 305 meter). MARS -akronymet - ikke at forveksle med den røde planet - står for Magenn Air Rotor System , og dens koncept er faktisk temmelig nede på jorden. Møllens eneste forhold til det ydre rum er, at den lidt ligner en mærkeligt formet UFO.

Hvorfor en flydende turbine , du spørger? Magenn designet oprindeligt møllen til steder, hvor etablering af en traditionel vindmøllepark ikke er realistisk:steder med et hårdt klima som en Antarktis forskningsstation eller katastrofeområder, der har brug for hurtig adgang til strøm til nød- og medicinsk udstyr.

Men selvom opfinderen af ​​MARS -møllen først og fremmest designet den til fjerntliggende områder og ikke havde til hensigt at konkurrere med konventionelle møller på det nuværende vindmøllemarked, det er svært ikke at sammenligne de to. På trods af forbedringerne i konventionelle vindmøller gennem årene har de har stødt på deres andel af modstand og har haft svært ved at fange. Mens de nuværende 100, 000 megawatt elektricitet genereret på verdensplan af vind er imponerende, det tegner sig kun for en lille procentdel af verdens samlede elproduktion.

Med introduktionen af ​​nye vindmølledesign som den, der blev brugt i MARS, imidlertid, denne statistik kan snart ændre sig. Selvom det grundlæggende koncept bag det er det samme som bag traditionelle vindmøller - konvertering af en form for energi (vindenergi) til en anden (elektricitet), besidder MARS -møllen flere forskelle, der kunne få den til at appellere til et bredere marked . En af disse forskelle er, at det ikke er afhængigt af et stort tårn for at holde det op. Det er simpelthen fastgjort til jorden med et stærkt spændingskabel kaldet binde . Men forskellene ender ikke der.

Find ud af, hvordan denne turbine, som administrerende direktør for Magenn karakteriserede som en flydende hvid pølse med padlebådshjul, sammenligner med konventionelle møller på næste side.

1. MARS:At bringe vindkraft til et højere niveau
2. Inde i MARS
3. Forbi, Nuværende og fremtidige MARS

MARS:At bringe vindkraft til et højere niveau

På det mest grundlæggende niveau, at generere elektricitet fra vindens bevægelse er ligetil. Du kan lære mere om processen i Sådan fungerer vindkraft, men den enkle version er, at vinden snurrer en turbines vinger, hvilken, på tur, få en tilsluttet generator til også at rotere. Generatoren konverterer derefter vindens bevægelige energi til elektricitet ved hjælp af elektromagnetisk induktion , hvilket indebærer at bruge de modsatte ladninger af en magnet til at skabe en elektrisk strøm.

I stedet for de store pinwheel -blade, der dog er typiske for vindmøller, MARS-turbinens vinger er faktisk en del af selve det tredimensionelle blimp. Knivene fanger vinden, får hele blimp til at dreje rundt. Efter at generatoren konverterer denne bevægelse til elektricitet, den overføres ned over møllens lange tøj.

Der henviser til, at de fleste regelmæssige møller fanger vind i højder på 200 til 300 fod (61 til 91 meter), MARS -møllen kan nå vind fra 600 til 1, 000 fod (183 til 305 meter) over jorden. Vind på disse højere niveauer er betydeligt hurtigere end lavniveau, fordi de ikke støder på så meget modstand fra objekter på jorden som træer og bygninger. Forskning viser, at med hver fordobling af højden, der er en stigning på 12 procent i vindhastigheden; med hver fordobling af vindhastigheden er der en ottedobbelt stigning i vindkraft [kilde:Layton].

Sammen med dens potentielt store effekt, den bundne, oppustelig MARS er også let at installere. Konstruktion og installation af konventionelle vindmøller er en stor indsats, der ofte involverer fundamentblæsning og transport af tungt udstyr. Gravning af jorden kan fremme erosion i nogle områder, mens fjernelse af træer og ellers forstyrrelse af uberørte miljøer kan skabe fragmenthabitater og forstyrre hele arter. Når du tænker på, at en moderne vindmølle har rotorblade, der vejer tusinder af pund pr. Stykke og er større end en Boeing 747, du kan se, at det er ikke en lille opgave at sætte en i jorden [kilde:American Wind Energy Association]. Forståeligt nok, mange mennesker er imod vindmølleparker af netop disse grunde.

MARS -turbinen, på den anden side, undgår alt det. Det holdes simpelthen oppe af en lettere gas end helium. På nuværende tidspunkt kan du sikkert se, hvordan MARS kunne løfte vindenergi til nye højder. Lær mere om designet af denne anden verdensmølle på næste side.

Inde i MARS

Magenn Power designet sin turbine ikke kun til let implementering, men også for let vedligeholdelse. Naturligvis, et blimplike -objekt, der flyder ved 1, 000 fod (305 meter) kunne modtage ganske stød fra elementerne, men virksomheden vurderer, at MARS skal vare mindst 15 år, før det kræver vedligeholdelse. For at opnå denne levetid, den oppustelige del af turbinen er lavet af et ekstremt holdbart stof, der bruges af de fleste nuværende luftskibe. Den vævede ydre del er faktisk lavet af det samme materiale, der bruges i skudsikre veste og er foret med en belægning, der beskytter den mod UV -stråler og slid. Den indre del er belagt med Mylar (den sølvdel, du ser i heliumballoner) for at forhindre heliumgassen i at slippe ud.

Da MARS er placeret i så store højder, den var også designet til at kunne modstå stærk vind. Mens konventionelle møller lukker ned ved vindhastigheder på over 45 km / t, MARS kan fungere ved hastigheder større end 63 mph. I den anden ende af spektret, MARS -møllen kan også konvertere vindenergi til elektricitet ved vindhastigheder helt ned til 7 mph [kilde:Magenn].

En del af det, der gør det muligt for MARS at forblive lodret ved høje vindhastigheder, skyldes noget, der kaldes Magnus effekt . Dette refererer til liften, der skabes, når et buet objekt snurrer, mens det bevæger sig i et flydende medium som luft. Når objektet drejer, et område med højt tryk dannes under det og får det til at stige. Golfbolde, når ramt på en bestemt måde, og curveball -pladser i baseball, have et rygspin, der får dem til at løfte under flyvning - dette er Magnus -effekten. Da effekten stiger, når vindhastigheden stiger, MARS er i stand til at bruge den i kombination med liften fra helium for at opretholde en nær lodret position og ikke læne sig i kraftig vind.

Den brede vifte af hastigheder, den kan operere med, betyder, at MARS kan levere output meget tættere på sin nominelle kapacitet, end standarddesign kan. Dette skyldes, at selvom vindenergi teoretisk set kan generere betydelige mængder elektricitet, de fleste generatorer producerer kun en brøkdel af det på grund af inkonsekvent vind.

Designet af MARS -møllen viste sig ikke bare for sin skaber natten over, selvom. Det har faktisk været der et godt stykke tid. Find ud af, hvor MARS kom fra - og hvor det går - på den næste side.

Forbi, Nuværende og fremtidige MARS

Interessant nok, grundtanken bag MARS -møllen har eksisteret siden slutningen af ​​1970'erne. Fred Ferguson, virksomhedens grundlægger, faktisk startede det, da han opfandt Magnus luftskib . Patenteret i 1980'erne, luftskibet var et stort, rund, heliumfyldt kugle, der roterede baglæns, mens luftskibet fløj fremad, producerer lift (Magnus -effekten). Jo hurtigere fartøjet fløj og jo hurtigere vindhastigheder, jo højere ville det gå.

Mere end 30 år senere, Ferguson indså, at luftskibskonceptet også var en potentiel kilde til vedvarende energi. At konvertere blimpens bevægelse til elektricitet ville være en fantastisk måde at udnytte de hurtigere vinde, der er tilgængelige for flyet. Efter mange års forskning og millioner af dollars til finansiering, MARS -møllen nærmer sig sine sidste testfaser og skulle være klar inden 2010.

Den første MARS -turbine vil være en model på 10 til 25 kW, der kan producere 10 kW. Magenn arbejder derefter på en 100kW størrelse. Hvis begge dele lykkes, Magenn håber på i sidste ende at vende tilbage til sine planer om at udvikle en mindre 4 kW rygsækmodel til brug for campister eller husejere. Møllen forventes at koste mellem $ 5 og $ 10 per watt, så en 10 kW model ville koste mellem $ 50, 000 og $ 100, 000; driftsomkostningerne ved strømmen bør være omkring 15 cent pr. kWh [kilde:Magenn].

Selvom disse omkostninger er højere end gennemsnittet af 5 cent/kWh konventionel vindenergi, de kan potentielt falde hurtigt ned. Til sammenligning, konventionel vindenergi kostede op til 30 cent/kWh, da den først udkom for mere end 30 år siden, men prisen faldt, da teknologien blev forbedret og blev mere udbredt. Ligeledes, energiomkostningerne fra MARS kunne følge en lignende tendens.

Uanset omkostninger, at kunne opsætte vindmøller med den enkle infusion af heliumgas og en robust tøjder åbner helt sikkert muligheder. For mere om vindenergimøller og vindkraftens fremtid, test nogle af linkene på den følgende side.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer vindkraft
• Sådan fungerer vandkraftværker
• Sådan fungerer atomkraft
• Sådan fungerer strømnet
• Sådan fungerer solceller

Flere store links

• Magenn Power
• American Wind Energy Association
• Drage Gen

Kilder

• Alter, Lloyd. "Magenn Air Rotor System flyder endelig." Treehugger.com. 5. maj kl. 2008. (7. juli, 2008). Http://www.treehugger.com/files/2008/05/magenn-air-rotor-floats.php
• American Wind Energy Association. "awea.org." 2008. (7. juli, 2008). Http://www.awea.org/
• Dorn, Jonathan G. "Verdens vindkraft når 100, 000 megawatt. "Peopleandplanet.net. 4. marts, 2008. (7. juli, 2008). Http://www.peopleandplanet.net/doc.php? Id =3219
• Hamilton, Tyler. "En ballon i vinden (marked)." Greentechmedia. 16. april kl. 2008. (7. juli, 2008). Http://www.greentechmedia.com/articles/a-balloon-in-the-wind-market-787.html
• Layton, Julia. "Sådan fungerer vindkraft." HowStuffWorks. 2008. (3. juli, 2008). Http://science.howstuffworks.com/wind-power.htm
• Magenn. "Magenn Power Air Rotor System." (3. juli kl. 2008). Http://www.magenn.com/#
• Williams, Wendy. "Når blad møder flagermus." 2. februar kl. 2004. (3. juli, 2008). Http://www.sciam.com/article.cfm? Id =when-blade-meets-bat