보텍스 블래드리스

Vortex Bladeless
보텍스 블래드리스 주식회사
유형기술창업, 유한회사
산업재생 에너지, 풍력 에너지
설립됨2014; 8년 전(2014년)
본부스페인 마드리드 & 아빌라
주요인
공동창업자: 데이비드 야녜스, 데이비드 수리올, 라울 마르틴
상품들VIV 진동 풍력 발전기
웹사이트vortexbladeless.com

보텍스 블래드리스(Vortex Bladless Ltd.)는 스페인의 기술 스타트업으로, 보다 보편적인 풍력 터빈과 달리 회전날개나 윤활유가 없는 풍력 발전기의 종류를 개발하고 있다.[1] 동력은 바람이 터빈을 통과할 때 발생하는 공명 진동에서 생성되며, 소용돌이 드리핑이라는 과정에서 소용돌이 모양으로 변형된다.[2]

이 기술은 저전력 시스템 및 저전력 시스템에 대한 자율 작동 및 전력망 외부 에너지 분산 생성에 더 적합한 등 대형 풍력 터빈보다 태양광과 유사한 특성을 가지고 있다.[3]

기술

보텍스 블래드리스(Vortex Bladless)는 회전으로 작동하는 수평축 풍력터빈(HAWT)과 수직축 풍력터빈(VAWT)과는 대조적으로 볼텍스 유도 진동 공명 풍력발전기다. 보텍스의 혁신은 섬유유리와 탄소섬유 강화 폴리머 마스트가 바람에 진동하는 진동에 의해 에너지를 이용하는 특이한 형태와 방법에서 비롯되는데,[4] 이 곳에서 움직이는 유체가 가느다란 구조물 위를 통과할 때 폰 카르만 보르티스의 배출을 이용한다.[5] 돛대 바닥에서 탄소섬유 로드는 움직이는 부품이 접촉하지 않고 전기를 발생시키는 교류발전기를 움직인다.[6] Vortex Bladless는 회전하지 않으므로 터빈도 아니다.

이 설계는 유지관리, 상각, 소음, 조류 및 환경영향, 물류, 시각적 측면과 같은 회전 풍력 터빈과 관련된 문제를 극복하고자 한다. 회사에 따르면 보텍스 발전기는 탄소발자국이 작고 같은 높이의 회전식 풍력터빈에 비해 원료를 적게 사용한다.[7] 작은 기초 치수와 매우 낮은 웨이크 난류를 가능하게 하는 낮은 무게중심을 가질 것으로 예상되어, 몇 개의 보텍스 발전기가 하나의 회전 터빈과 같은 영역에 들어갈 수 있어 풍력 터빈들이 보통 달성하는 헥타르당 낮은 에너지 밀도를 개선할 수 있을 것이다. 그러나 이 회사는 풍력 터빈 산업과 경쟁하는 것이 아니라 최종 소비자 시장과 저전력 시스템의 경우 대형 풍력 발전으로 인해 시장이 제대로 작동하지 않거나 전혀 작동하지 않는 소규모 풍력 터빈 대안을 제공하는 것을 목표로 하고 있다.[2]

보텍스는 수직이고 가느다란 원통형 장치다. 그것은 두 개의 주요 부분으로 구성되어 있다: 장치가 앵커에 부착된 고정 베이스와 캔틸레버 역할을 하는 유연한 마스트가 진동 운동에서 움직이는 유체와 더 자유롭게 상호작용한다. 기어나 움직이는 부품이 접촉하지 않아 회전 기계처럼 오일이나 윤활유가 필요 없다. 그 장치의 작동에는 유지 보수와 운영비가 거의 들지 않는다.[8] 이 모든 특징들은 태양열 발전 기능에 더 가까워지게 하고 분산 에너지에 더 유용하게 만든다. 선형 교류 발전기는 기계적 에너지를 전기로 변환한다. 그것은 네오디뮴 자석으로 계산되며 스테이터는 장치의 움직이는 부분 안에 위치한다.[7]

기계적 에너지를 전기로 변환하는 동안 교류 발전기는 유도 진동 운동을 감쇠(쿠션)시키고 동시에 이동 구조의 자연 진동 주파수를 수정할 수 있다. 따라서 더 높은 풍속에서도 공명 주파수를 유지하면서 잠금 범위를 증가시킨다. 그 회사는 자기 반발에 근거하여 이 작업을 위한 튜닝 시스템이라는 메커니즘을 특허로 냈다.[7] 회전식 풍력터빈과 달리 이 현상은 진동 진폭에 따라 달라지는 구조물의 겉보기 탄성 상수를 수정할 수 있어 풍속이 커지면 얼마든지 성장할 수 있다. 단순함에도 불구하고 6개 계열의 등록된 특허는 전세계적으로 디자인과 기술을 보호한다.[9]

블래드리스 윈드 장치

보텍스 블래드리스(Vortex Bladless)는 현재 2021년 상용화될 것으로 예상되는 미래형 제품 2종을 개발 중이다. 각 모델에 대해 지정된 목표는 다음과 같다.[10]

  • 보텍스 나노 – 1m(3.3ft) 높이 및 3W 공칭 전력 출력 태양 전지판과 함께 작동하는 저전력 시스템의 오프 그리드 위치에 에너지를 공급하도록 주로 설계되었다. 단계: 첫 번째 베타 시리즈의 사전 제작.
  • 보텍스 타코마 – 2.75m(9.0ft) 높이 및 100W 공칭 전력 출력 태양광 패널로 작업하는 소규모 주거·농촌 자율운전을 위주로 설계했다. 단계: 프로토타입, 개발 중
  • 보텍스 아틀란티스/그랜드 – 높이 9–13m(30–43ft) 및 약 1kW의 공칭 전력 출력 건물과 공장 위에 태양광 패널로 주거 및 농촌 자율 운영 및 보완 설치를 위해 설계됨. 단계: 투영되었지만 아직 개발되지 않음.

보텍스 기술에서, 이용되는 에너지의 양은 기하급수적으로 높이에 따라 제곱되고 풍속에 의해 제곱된다. 따라서 높은 높이의 발전보다 생산 비용이 더 느리게 증가하여 결과적으로 더 높은 바람과 함께 작동할 수 있는 수익성과 효율적인 장치를 제공하기 때문에 더 큰 볼텍스 장치가 바람직하다. 2021년 현재 중소기업(SME)의 위상 때문에 이 회사는 이런 소형 풍력발전기 대체장치만 개발 중이다.[11]

이야기와 전기

보텍스 블래드리스(Vortex Bladless Ltd.)는 2012년 데이비드 야녜스, 데이비드 수리올, 라울 마르틴이 공식화한 풍력 에너지 스페인 스타트업이다. 2014년에 그들은 공식적으로 회사를 설립했고, 보텍스 개발에만 전념할 수 있었다.[2][12] 원안은 2002년 발명가 데이비드 야녜스가 타코마 협즈 다리(1940년) 참사의 영상을 보고 다리를 붕괴시킨 물리적 원리에 많은 에너지가 담겨 있으며 바람으로부터 에너지를 발생시키는 새로운 방법으로 활용될 수 있다는 생각을 하게 되면서 등장했다. 그의 아이디어는 2012년까지 수년간 서랍 속에 보관되어 있었는데, 그 때 그들은 프로젝트를 시작할 투자자와 자금을 찾기 시작했다.[13]

이른 2014년에, 시간 소용돌이와 바르셀로나는 컴퓨팅 센터(BSC)[14]과 그들의 거대한 컴퓨팅 자원으로에vortex-induced 진동(VIV), 자기장 상호 작용의, 그리고 유한 요소 법 자력에 협력하기 시작했다(FEMM)r.은 센터에서 개발 산업 기술의(정보)을 위한 공공 자금을 얻은esea개발에 필요한 [15]소총 개념 증명서가 검증되고, 보텍스의 이야기는 에너지와 산업 부문에서 2014년 사우스 서밋 상을 수상하기 시작했다.

2015년에 이 회사는 매사추세츠 공과대학교와 하버드 대학교의 대표들과 협력하기 시작했다.[10][16] 미국에서 이 프로젝트는 그들의 유체 역학 개념에 대한 조사를 위해 보텍스에 그들의 고급 시뮬레이션 소프트웨어를 제공한 알테어 엔지니어링 회사에 도달했다. 또한, NGO와 버드라이프 인터내셔널과 같은 다른 환경 단체들은 이 시스템에 관심을 보이고 협력을 제안했는데,[17] 특히 볼텍스는 앞으로 더 큰 풍력 발전 장치가 만들어짐에 따라 자연과 조류에 더 낮은 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 이들 공공행정 및 연구센터의 지원에 힘입어 2015년 6월 보텍스는 첫 번째 공급계약에 자금을 지원하고, 프로젝트 진전에 필요한 기술자를 채용하는 크라우드펀딩 캠페인을 성공적으로 시작했다.[18]

2016년 말, 그리고 컴퓨터 시뮬레이션과 기술 데모에 관한 기술을 검증한 후, 이 원리로 바람으로부터 유용한 양의 에너지를 활용할 수 있는 기하학으로 시제품 단계에 도달했다. 이 단계에서 보텍스는 유럽위원회의 연구 및 혁신 프로그램에 대해 Horizon 2020으로부터 자금 지원을 신청할 수 있었다.[19] 이 회사가 가진 자금 중 가장 많은 자금을 조달한 보텍스는 그들의 시스템을 테스트하기 위해 스페인에서 가장 높은 큰 풍동 터널을 건설했고, 튜닝 시스템을 갖춘 발진 교류 발전기라는 특허받은 개념을 개발하기 시작했다. 이 단계에서, 그 회사는 H2020 프로그램의 우수성을 획득했다.[20]

이 회사는 2017년 동안 교류발전기와 튜닝 시스템을 계속 개발했다. 이 기술은 간섭(지오메트리, 이동, 에너지 전환 시스템)이 많은 면에서 새로운 것으로 여겨지기 때문에 기업이 예상했던 것보다 더 어려운 발전이었다. CDTI, 알테어, 버드라이프, 바르셀로나 슈퍼컴퓨팅 센터(BSC)와 함께 마드리드 공과대학과 유럽공과대학의 이 무대에서의 협업이 이러한 특정한 방법으로 바람으로부터 에너지를 활용할 수 있는 실현 가능한 기술을 얻는 열쇠였다. 올해 그 회사는 스페인 정부의 "혁신 중소기업" 직인을 취득했다.[21]

2018년에, 그 회사는 그들의 공기 생성기를 산업화할 계획을 세우기 시작했다. 이 때 보텍스 기술을 활용한 일부 작품을 양산할 수 있는 실현 가능한 산업 생산 공정이 없어 많은 문제에 직면했다. 기하학과 재료는 이 단계에서 거의 확정되었으므로, 회사는 그들의 현재 시제품에 대한 인증 절차를 시작하였고 ISO 9001을 획득하였다. 이 인증은 유럽과 미국 시장의 모든 풍력 터빈에 대한 정기적인 과정이다. 이 표준은 블러드와 회전식 터빈에 대해 작성되었으며, 보텍스 장치를 풍력발전기로 인증하기 위해 다시 작성해야 할 수 있다.[citation needed]

향후는 판매 개시 시 필요한 인증을 취득하고, 2020년 첫 보텍스 터빈 상용화를 시작할 수 있도록 실현 가능한 선적 생산 및 물류 방식을 설정하는 것이 목표다.[2]

수상, 전략적 파트너

보텍스 블래드리스와 관련된 대부분의 전략적 파트너는 중소기업청(EASME), 산업기술개발센터(CDTI), 알테어 엔지니어링, 스페인의 카스티일·레온 협의회 등이다.[22] 회사 또는 팀이 획득한 상은 모두 에너지, 혁신 및 기업가정신과 관련된 것으로 날짜별로 나열된다.[23][24]

  • 2017 – 스페인 정부의 혁신 중소기업
  • 2016 – EU의 SME 기기 우수성 씰
  • 2016 – 아빌라 에너지 단계 10위로 2016년 올해의 재생 가능
  • 2014 – South Summit Award(에너지 및 산업 부문)
  • 2014 – 엔지니어 박스 기업가 상
  • 2012 – 기업가 기금 Repsol 재단상

비평

보텍스 블래드리스 풍력발전기는 아직 소형풍력인증협의회(SWCC)의 독립된 심사를 신청하지도 않았다. 기존의 현대식 풍력 터빈은 2-3메가와트의 명판 용량과 40-55%의 용량 인자를 달성하며 0.02-$0.035에 1킬로와트의 전기를 생산할 수 있다. 그 발명가들은 이상적인 풍속이 시속 26마일에 이른다는 것을 발견했다. 또 다른 사람들은 흠잡을 데 없는 기술을 시도했다. 풀러 풍력 터빈 시스템은 Solatec LLC가 2010년에 발표한 무공해 풍력 터빈이다. 사폰에너지는 2012년 무한 풍력 터빈을 발표했다.[25]

그들은 웹사이트에서 제품 인증이 완료되기까지 50% 진행되었다고 말한다.

Vortex Bladless는 실제로 터빈이 아닌 풍력 터빈의 생산을 시도하고 있다. 모든 발전기는 전기를 생산하기 위해 자기장, 도체, 모션을 필요로 한다. 작은 발전기는 소량의 전력만을 생산할 수 있다. 발전기가 돌아가려면 많은 에너지가 필요하다 가장 큰 것은 일반적으로 엄청난 양의 물, 열, 증기 또는 공기에 의해 변한다. 보텍스 "터빈"에는 거의 움직임이 없다. 상단의 모든 움직임은 발전기가 있는 곳에서는 그다지 아래로 해석되지 않는다. 그들은 선형 발전기를 사용한다.[26]

그들은 최근 온두라스의 푸에르토 코르테스에서 성능 테스트를 보여주었다.[27]

참조

  1. ^ Frangoul, Anmar (21 September 2017). "The future of wind turbines could be bladeless". CNBC. Retrieved 11 December 2018.
  2. ^ a b c d "Vortex Bladeless biography". Vortex Bladeless. 14 May 2018. Retrieved 11 December 2018.
  3. ^ "Vortex in a nutshell". Vortex Bladeless. 9 April 2018. Retrieved 11 December 2018.
  4. ^ Wanshel, Elyse (25 May 2016). "These Jiggling Bladeless Turbines are a Breath of Fresh Air". Huffington Post. Retrieved 13 December 2018.
  5. ^ Spendlove, Tom (4 June 2015). "Vortex Bladeless Generates Power from Wind without Blades". Engineering.com. Retrieved 13 November 2016.
  6. ^ Patel, Sonal (1 July 2015). "New Approach Powers Bladeless Wind Turbine". Power Magazine. Retrieved 27 June 2018 – via EBSCOHost.
  7. ^ a b c "White paper". Vortex Bladeless. 14 May 2018. Retrieved 11 December 2018.
  8. ^ Johnson, Rob (6 April 2018). "Generating Electricity with Bladeless Wind Turbines". EnterpriseAI. Retrieved 22 March 2021.
  9. ^ Vortex Bladeless Wind Generator. European Commission: EASME (video) (in Spanish and English). 14 August 2017. Retrieved 22 March 2021.
  10. ^ a b "The Vortex Bladeless Wind Turbine". Vortex Bladeless. Retrieved 13 November 2017.
  11. ^ Bates, Dominic (1 June 2015). "Can bladeless wind turbines mute opposition?". The Guardian. ISSN 0261-3077. Retrieved 13 November 2016.
  12. ^ Bedi, Biba A. (7 April 2016). "Vortex Bladeless Wind Energy Project Team Receives Altair CAE Suite Donation". PR Newswire (Press release). Cision. Retrieved 13 November 2016.
  13. ^ "Smart sustainability out of Spain". A Magazine. 2 October 2015. Retrieved 13 November 2016.
  14. ^ "Shape Project Vortex Bladeless: Parallel multi-code coupling" (PDF). Partnership For Advanced Computing in Europe (PRACE). 2 October 2015. Retrieved 13 November 2016.
  15. ^ Repsol Entrepreneurs Fund: Vortex Project. YouTube (in Spanish). Repsol. Retrieved 23 March 2021.
  16. ^ Tucker, Bill. "Wind Power Without the Mills". Forbes. Retrieved 13 November 2016.
  17. ^ Benedetti, Lisa (22 June 2015). "Three blades or none?". Birdlife International (in European Spanish). Retrieved 22 March 2021.
  18. ^ "Vortex Bladeless: a wind generator without blades". Indiegogo (in European Spanish). Retrieved 13 November 2016.
  19. ^ Horizon 2020 Agreement (12 March 2016). "Horizon 2020". Retrieved 11 December 2018.
  20. ^ EASME (2 February 2016). "Bladeless wind turbines to save energy and protect bird populations". ec.europa.eu. Retrieved 11 December 2018.
  21. ^ "News and reviews". Retrieved 11 December 2018.
  22. ^ "Vortex partners and awards". Vortex Bladeless. 10 July 2018. Retrieved 11 December 2018.
  23. ^ "Vortex bladeless wind energy project team receives Altair CAE suite donation". Diario La Razón. 2016 – via ProQuest.
  24. ^ "El aerogenerador sin aspas de Vortex Bladeless, Premio Renovable del Año". Ingenieros (in Spanish). Retrieved 17 November 2016.
  25. ^ "Debunking Wind Turbine Fads". CleanEnergy.org. 1 June 2015. Retrieved 16 September 2021.
  26. ^ "Vortex Bladeless - Busted". Youtube.com, Fox Says channel. 6 March 2017. Retrieved 16 September 2021.
  27. ^ "ShieldSquare Captcha". doi:10.1088/1755-1315/801/1/012019. S2CID 235740963. {{cite journal}}: Cite 저널은 필요로 한다. journal= (도움말)

외부 링크