science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe de MARS-turbine zal werken

De MARS-turbine vangt de wind met hogere snelheid op die wordt aangetroffen op hoogtes tot 1, 000 voet en zet ze om in elektriciteit met behulp van een generator. Magenn Power

Of, stem af op Discovery Channel voor meer informatie over de toekomst van natuurbehoud.

In een paar jaar, je kunt tientallen gigantische zeppelins boven je hoofd zien zweven. Maar het zal niet zijn omdat Goodyear een hoedown heeft - die zeppelins zijn eigenlijk windturbines. Het zijn niet je typische turbines, Hoewel. Deze uiterst mobiele energieopwekkers, gedoopt met het acroniem MARS , zal hoog in de lucht zweven op hoogtes variërend van 600 tot 1, 000 voet (183 tot 305 meter). Het acroniem MARS -- niet te verwarren met de rode planeet -- staat voor: Magenn Luchtrotorsysteem , en het concept is eigenlijk behoorlijk nuchter. De enige relatie van de turbine met de ruimte is het feit dat deze enigszins lijkt op een vreemd gevormde UFO.

Waarom een drijvend turbine , je vraagt? Magenn ontwierp de turbine oorspronkelijk voor locaties waar het opzetten van een traditioneel windpark niet realistisch is:plaatsen met een ruw klimaat zoals een Antarctisch onderzoeksstation of rampgebieden die snelle toegang tot stroom nodig hebben voor nood- en medische apparatuur.

Maar hoewel de uitvinder van de MARS-turbine deze voornamelijk voor afgelegen gebieden heeft ontworpen en niet van plan was te concurreren met conventionele turbines in de huidige windturbinemarkt, het is moeilijk om de twee niet te vergelijken. Ondanks de verbeteringen in conventionele windturbines door de jaren heen, ze hebben hun deel van de oppositie ondervonden en hebben het moeilijk gehad om aan te slaan. Terwijl de huidige 100, 000 megawatt aan elektriciteit wereldwijd opgewekt door wind is indrukwekkend, het vertegenwoordigt slechts een klein percentage van de totale elektriciteitsproductie in de wereld.

Met de introductie van nieuwe windturbineontwerpen zoals die gebruikt in de MARS, echter, die statistiek zou snel kunnen veranderen. Hoewel het basisconcept erachter hetzelfde is als dat achter traditionele windturbines - de omzetting van de ene vorm van energie (windenergie) in een andere (elektriciteit) - vertoont de MARS-turbine verschillende verschillen die hem aantrekkelijk kunnen maken voor een bredere markt . Een van die verschillen is dat het niet afhankelijk is van een grote toren om het overeind te houden. Het wordt eenvoudig aan de grond bevestigd door een sterke spankabel genaamd de vastbinden . Maar daar houden de verschillen niet op.

Ontdek hoe deze turbine, die de CEO van Magenn karakteriseerde als een drijvende witte worst met raderbootwielen, vergelijkt met conventionele turbines op de volgende pagina.

Inhoud
  1. MARS:windenergie naar een hoger niveau tillen
  2. Binnen MARS
  3. Verleden, Heden en toekomst van MARS

MARS:windenergie naar een hoger niveau tillen

Wind zorgt ervoor dat de luchtballon draait:die beweging wordt door de generator omgezet in elektriciteit en vervolgens langs de ketting overgebracht. Magenn Power

Op het meest basale niveau, het opwekken van elektriciteit uit de beweging van wind is eenvoudig. U kunt meer in detail leren over het proces in Hoe windenergie werkt, maar de eenvoudige versie is dat wind de wieken van een turbine laat draaien, die, beurtelings, ervoor zorgen dat een aangesloten generator ook gaat draaien. De generator zet vervolgens die bewegende energie van de wind om in elektriciteit met behulp van elektromagnetische inductie , wat inhoudt dat de tegenovergestelde ladingen van een magneet worden gebruikt om een ​​elektrische stroom te creëren.

In plaats van de grote windmolenbladen die typisch zijn voor windturbines, de bladen van de MARS-turbine maken eigenlijk deel uit van de driedimensionale luchtballon zelf. De wieken vangen de wind, waardoor de hele luchtballon ronddraait. Nadat de generator die beweging in elektriciteit heeft omgezet, het is overgebracht langs de lange ketting van de turbine.

De MARS-turbine kan de beschikbare wind met hogere snelheid bereiken 1, 000 voet (305 meter) boven het maaiveld. Magenn Power

Terwijl de meeste reguliere turbines wind opvangen op een hoogte van 200 tot 300 voet (61 tot 91 meter), de MARS-turbine kan winden bereiken van 600 tot 1, 000 voet (183 tot 305 meter) boven het maaiveld. Winden op deze hogere niveaus zijn aanzienlijk sneller dan winden op laag niveau omdat ze niet zoveel weerstand ondervinden van objecten op de grond zoals bomen en gebouwen. Onderzoek toont aan dat bij elke verdubbeling van de hoogte, er is een toename van 12 procent in windsnelheid; bij elke verdubbeling van de windsnelheid is er een achtvoudige toename van het windvermogen [bron:Layton].

Samen met zijn potentieel grote vermogen, de vastgebonden, opblaasbare MARS is ook gemakkelijk in te zetten. Het bouwen en installeren van conventionele windturbines is een grote onderneming die vaak gepaard gaat met het stralen van funderingen en het transport van zwaar materieel. Het opgraven van de grond kan in sommige gebieden erosie bevorderen, terwijl het verwijderen van bomen en het anderszins verstoren van ongerepte omgevingen fragmentarische habitats kunnen creëren en hele soorten kunnen verstoren. Als je bedenkt dat een moderne windturbine rotorbladen heeft die duizenden ponden per stuk wegen en groter zijn dan een Boeing 747, je kunt zien dat het geen kleine taak is om er een in de grond te zetten [bron:American Wind Energy Association]. begrijpelijk, veel mensen zijn juist om deze redenen tegen windparken.

De MARS-turbine, anderzijds, vermijdt dat allemaal. Het wordt eenvoudig in de lucht gehouden door een gas dat lichter is dan lucht, zoals helium. Inmiddels kun je waarschijnlijk zien hoe de MARS windenergie naar nieuwe hoogten zou kunnen tillen. Lees meer over het ontwerp van deze buitenaardse turbine op de volgende pagina.

Binnen MARS

De MARS-envelop zal worden gemaakt van een duurzaam materiaal zoals dat wordt gebruikt in kogelvrije vesten. Magenn Power

Magenn Power ontwierp zijn turbine niet alleen voor eenvoudige implementatie, maar ook voor eenvoudig onderhoud. Blijkbaar, een luchtballonachtig object drijvend op 1, 000 voet (305 meter) kan een flinke klap krijgen van de elementen, maar het bedrijf schat dat de MARS minstens 15 jaar mee moet gaan voordat onderhoud nodig is. Om deze levensduur te bereiken, het opblaasbare deel van de turbine is gemaakt van een extreem duurzame stof die door de meeste huidige luchtschepen wordt gebruikt. Het geweven buitenste deel is eigenlijk gemaakt van hetzelfde materiaal dat wordt gebruikt in kogelvrije vesten en is bekleed met een coating die het beschermt tegen UV-stralen en slijtage. Het binnenste gedeelte is bedekt met Mylar (het zilveren deel dat je in heliumballonnen ziet) om te voorkomen dat het heliumgas ontsnapt.

Omdat de MARS zich op zulke grote hoogten bevindt, het was ook ontworpen om sterke wind te kunnen weerstaan. Terwijl conventionele turbines stoppen bij windsnelheden van meer dan 45 mph, de MARS kan functioneren bij snelheden van meer dan 100 km/u. Aan de andere kant van het spectrum, de MARS-turbine kan ook windenergie omzetten in elektriciteit bij windsnelheden van slechts 7 mph [bron:Magenn].

Een deel van wat de MARS in staat stelt om verticaal te blijven bij hoge windsnelheden is te wijten aan iets dat de Magnus-effect . Dit verwijst naar de lift die ontstaat wanneer een gebogen object ronddraait terwijl het in een vloeibaar medium zoals lucht beweegt. Als het object draait, eronder vormt zich een gebied met hoge druk dat het doet stijgen. Golfballen, als je op een bepaalde manier geraakt wordt, en curveball-velden in honkbal, een backspin hebben die ervoor zorgt dat ze tijdens de vlucht optillen - dit is het Magnus-effect. Aangezien het effect toeneemt naarmate de windsnelheid toeneemt, de MARS kan het gebruiken in combinatie met de lift van het helium om een ​​bijna verticale positie te behouden en niet te leunen bij harde wind.

Het brede scala aan snelheden waarmee het kan werken, betekent dat de MARS een output kan leveren die veel dichter bij zijn nominale capaciteit ligt dan standaardontwerpen. Dit komt omdat, hoewel windenergie in theorie aanzienlijke hoeveelheden elektriciteit kan opwekken, de meeste generatoren produceren slechts een fractie daarvan vanwege inconsistente winden.

Het ontwerp van de MARS-turbine verscheen niet van de ene op de andere dag aan de maker, Hoewel. Het bestaat eigenlijk al een tijdje. Ontdek waar MARS vandaan kwam - en waar het naartoe gaat - op de volgende pagina.

Verleden, Heden en toekomst van MARS

Het Magnus-luchtschip, hier afgebeeld in een hangar, was de inspiratie voor de MARS-turbine. Magenn Power

interessant, het basisidee achter de MARS-turbine bestaat al sinds eind jaren zeventig. Fred Ferguson, de oprichter van het bedrijf, begon het eigenlijk toen hij de uitvinder Magnus Luchtschip . Gepatenteerd in de jaren 80, het luchtschip was een groot, ronde, met helium gevulde bol die achteruit draaide terwijl het luchtschip vooruit vloog, lift produceren (het Magnus-effect). Hoe sneller het vaartuig vloog en hoe sneller de wind, hoe hoger het zou gaan.

Meer dan 30 jaar later, Ferguson realiseerde zich dat het luchtschipconcept ook een potentiële bron van hernieuwbare energie was. Het omzetten van de draaiende beweging van de luchtballon in elektriciteit zou een geweldige manier zijn om de hogere windsnelheden te benutten die voor het vliegtuig toegankelijk zijn. Na jaren van onderzoek en miljoenen dollars aan financiering, de MARS-turbine nadert zijn laatste testfase en zou tegen 2010 klaar moeten zijn.

De eerste MARS-turbine zal een 10 tot 25 kW-model zijn dat 10 kW kan produceren. Magenn zal dan werken op een 100kW maat. Als beide succesvol zijn, Magenn hoopt uiteindelijk terug te komen op zijn plannen om een ​​kleiner rugzakmodel van 4 kW te ontwikkelen voor gebruik door kampeerders of huiseigenaren. De turbine zal naar verwachting tussen de $ 5 en $ 10 per watt kosten, zodat een 10 kW-model tussen $ 50 zou kosten, 000 en $ 100, 000; de bedrijfskosten van de stroom zouden ongeveer 15 cent per kWh moeten zijn [bron:Magenn].

Hoewel deze kosten hoger zijn dan het gemiddelde van 5 cent/kWh conventionele windenergie, ze kunnen mogelijk snel naar beneden vallen. Voor vergelijkingsdoeleinden, conventionele windenergie kostte tot 30 cent/kWh toen het meer dan 30 jaar geleden voor het eerst op de markt kwam, maar de prijs daalde naarmate de technologie verbeterde en meer wijdverbreid werd. Hetzelfde, de kosten van door MARS opgewekte energie zouden een vergelijkbare trend kunnen volgen.

Ongeacht de kosten, het kunnen opzetten van windturbines met de eenvoudige infusie van heliumgas en een stevige ketting opent zeker mogelijkheden. Voor meer informatie over windturbines en de toekomst van windenergie, test enkele van de links op de volgende pagina.

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

  • Hoe windenergie werkt
  • Hoe waterkrachtcentrales werken
  • Hoe kernenergie werkt
  • Hoe elektriciteitsnetten werken
  • Hoe zonnecellen werken

Meer geweldige links

  • Magenn Power
  • Amerikaanse Vereniging voor Windenergie
  • Kite Gen

bronnen

  • veranderen, Lloyd. "Magenn Air Rotor-systeem drijft eindelijk." Treehugger.com. 5 mei, 2008. (7 juli, 2008). http://www.treehugger.com/files/2008/05/magenn-air-rotor-floats.php
  • Amerikaanse windenergievereniging. "awea.org." 2008. (7 juli, 2008).http://www.awea.org/
  • doorn, Jonathan G. "Wereldwindenergie bereikt 100, 000 megawatt." Peopleandplanet.net. 4 maart 2008. (7 juli, 2008).http://www.peopleandplanet.net/doc.php?id=3219
  • Hamilton, Tyler. "Een ballon in de wind (Markt)." Groentechmedia. 16 april 2008. (7 juli, 2008). http://www.greentechmedia.com/articles/a-balloon-in-the-wind-market-787.html
  • Layton, Julia. "Hoe windenergie werkt." Hoe dingen werken. 2008. (3 juli, 2008).https://science.howstuffworks.com/wind-power.htm
  • Magenn. "Magenn Power-luchtrotorsysteem." (3 juli, 2008).http://www.magenn.com/#
  • Willems, Wendy. "Als Blade Bat ontmoet." 2 februari 2004. (3 juli, 2008). http://www.sciam.com/article.cfm?id=when-blade-meets-bat

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Wanneer werden DNA-testen het eerst gebruikt?
  2. Lysosoom: definitie, structuur en functie
  3. Waarom door deuropeningen lopen ons doet vergeten
  4. Verschillende soorten brood Mold
  5. Welke Cell Organelle slaat DNA op en synthetiseert RNA?
  6. De delen van een Firefly Bug
  7. Wat doen alle delen van een cel?
  8. Hoe beïnvloedt het hebben van twee van elk soort chromosoom de genen die een persoon heeft?
  9. Een dierlijk celmodel maken met recyclebaar materiaal

Wetenschap