Традиционный ветрогенератор представляет собой турбину, лопасти которой вращает ветер. Однако существует концепция ветрогенератора в виде столба, покрытого пьезоэлементами.

Устройство пьезоэлектричского столба

На суше ветер редко дует с постоянной силой в одном направлении – гораздо чаще движение воздуха является прерывистым, из-за чего многие предметы раскачиваются на ветру. Данный принцип лег в основу нового типа ветрогенератора под названием Windstalk, разработанного для экологически чистого города Масдар Сити.

Ветрогенератор представляет собой столб из полимерных материалов высотой 55 метров, чей диаметр плавно уменьшается с 30 до 5 см. Столб закреплен в массивном бетонном основании и обладает достаточной гибкостью для того, чтобы колебаться под порывами ветра. Внутри столба проходит система кабелей, подключенных к массиву пьзоэлементов, закрепленных на поверхности столба в виде перекрывающих друг друга чешуек.

Когда ветер наклоняет столб, его поверхность упруго деформируется, из-за чего пьезоэлементы сжимаются и начинают вырабатывать ток. Данный процесс продолжает все время, пока ветрогенератор колеблется на ветру. Малая мощность одного столба-генератора компенсируется их большим количеством – вертикальное расположение позволяет разместить до 3-4 генераторов на 1 кв. м.

Практическая реализация системы генераторов

Помимо пьезоэлементов данный концепт ветрогенератор оснащается механическим узлом, преобразующим кинетическую энергию колебаний полимерного столба в электрическую. Он размещается в бетонном основании генератора и может отключаться при необходимости – если силы ветра недостаточно для достижения определенной амплитуды колебаний столба.

Кроме этого в подземном отсеке под генератором установлены два резервуара с водой. Когда сила ветра велика, часть вырабатываемой энергии расходуется на работу насосов, перекачивающих воду в верхний резервуар. А во время штиля вода под действием силы тяжести самостоятельно стекает в нижний резервуар, вращая турбины гидрогенераторов. Данный модуль позволяет запасать электроэнергию без использования дорогостоящих аккумуляторов.

На данный момент Windstalk остается всего лишь концептом, который не имеет практического воплощения даже в виде модели. Рассчитать эффективность работы и рентабельности подобной системы весьма сложно, а создание прототипа и проведение экспериментов требует существенных расходов.