Zvětšit obrázek

Vynálezce Doug Selsam: „ Správným řešením je myslet v malém - sesadit dvě, deset tucet... malých vrtulí na stejnou osu vedoucí k jednomu generátoru.“

Jak vícevrtulová turbína funguje: Nastavením do optimálního úhlu se dostává na každou vrtuli její vlastní proud vzduchu. To zvyšuje účinnost celého systému.

Dnešní „větrné farmy“ velikosti malých měst jsou postaveny z turbín vysokých jako třicetipatrový dům a jsou vybaveny obrovskými, z dálky viditelnými, rotory o průměru srovnatelném s rozpětím křídel Boeingu 747 – Jumbo jet. Tito obři sice dávají obrovský výkon, ale jejich výroba, transport a instalace je nejenom velmi drahá, ale i obtížná.

 „Větrná turbína, která je tu zkonstruována, je už vlastně strašně stará,“ vysvětluje Selsam, během pokusu, kdy nechává jeden z vyřezaných dřevěných listů otáčet v provizorním větrném tunelu, který si vyrobil v aleji za svým bytem ve Fullertonu v Kalifornii. Myšlenka, zaměřit se na mnohorotorové turbíny, jej napadla na počátku osmdesátých let při hodině dynamiky kapalin na University of California v Irvine. „V učebnici tenkrát bylo napsáno: tento návrh jednorotorové turbíny je nejvýkonnější, který může existovat. Věděl jsem, že nepíší pravdu. Více rotorů přece přináší větší výkon.“

Samozřejmě, že více rotorů také znamená komplikovanější fyziku proudění. Klíčem ke zvýšení účinnosti je zajistit, aby každý rotor zachytil svůj vlastní proud větru a nejen stopu od toho vedle, jak to dříve fungovalo u vícevrtulových turbín. To vyžaduje vypočítání optimálního úhlu osy ve vztahu k větru a ideálním mezerám mezi jednotlivými vrtulemi. Výsledkem je stroj, který potřebuje jednu desetinu materiálu listů dnešních megaturbín, ale dokáže vyprodukovat stejný výkon.

Zvětšit obrázek

Jedna vrtule nebo sedm o stejném průměru na jedné ose, která elektrárna bude mít vyšší výkon, co myslíte? Sedmivrtulová tříkilowattová elektrárna dokáže dodávat při rychlosti větru 32,5 MPH (cca 52 km/h) až 6 kW.

Zvětšit obrázek

Detail uchycení jedné ze sedmi vrtulí. Na ose z uhlíkatého laminátu je hliníkový držák listů na kterém jsou přišroubovány jednotlivé listy polypropylénu vyztuženého uhlíkovými vlákny.

Selsam nikdy nezískal diplom na Irvine, ale během dalších pár desetiletí pokračoval ve výzkumu nových větrných konstrukcí a po roce 1999 se, po delší přestávce jako heavy metalový kytarista (tvrdí, že skupina Metallica přebrala jméno po jeho skupině Metallix), věnoval vývoji větrných zařízení na plný úvazek. V roce 2003 získal grant v hodnotě 75 tisíc USD od California Energy Commission na vývoj 3 kilowattové turbíny – jeho sedmivrtulový návrh byl opravdovou výzvou – a nyní prodal už více než 20 svých 2000 wattových dvouvrtulových turbín pro majitele domů. Postavil je všechny ve své předměstské garáži.

 
Brent Scheibel: „Dougův vynález je jedním z mála, z těch, které jsem měl možnost vidět, o kterém si myslím, že mají velkou šanci komerčně uspět.“
„Testovali jsme všechny možné typy bláznivých věcí, o kterých si lidé mysleli, že by mohly vyrobit spoustu energie z větru,“ říká Brent Scheibel, bývalý testovač turbín pro General Electric, který nyní provozuje zařízení na větrné testování v Tehachapi v Kalifornii. „Zákony fyziky je velmi brzy všechny vyvedly z rovnováhy. Dougův nápad je jedním z velmi mála, které jsem viděl, co mají opravdu velkou šanci dostat se do komerčního využití.“

Zvětšit obrázek

Dvojče třífázových alternátorů na ose. V pozadí je vidět hydraulická kotoučová brzda sloužící k zastavení rotoru v případě příliš bouřlivého větru nebo při údržbě.

Zvětšit obrázek

Dough Selsam stojí u sedmivrtulového rotoru svého tříkikowatového prototypu s průměrem vrtulí sedm stop (cca 2,13 m).

Selsam říká:“Začínal jsem se dvěma rotory a teď věřím, že jednou uvidím svou mnohavrtulovou tubínu, jak se táhne vzduchem na míle daleko. Můžeme jít do velikosti a s použitím této techniky dělat turbíny, které jsou výkonnější než cokoliv, co se kdy objevilo v těch nejdivočejších představách.“

Zdroje:
http://www.speakerfactory.net/wind_old.htm
http://www.windtesting.com/
Popular Science

Zvětšit obrázek

A tady už "větrný kouzelník" Doug Selsam sedí pod prototypem nové pětadvacetivrtulové turbíny, která může dosáhnout výkonu až tři kilowatty. Druhý konec je držen ve výšce balónem speciálního tvaru. (Foto: John B. Camett)

Zvětšit obrázek

Nákresy jednoho z dalších Selsamových návrhů: řada vrtulí na pružné ose zavěšená na čemsi co je kombinací draka a balónu…