В БФУ имени И. Канта напечатали ветрогенератор на 3D‑принтере

Ученые Лаборатории астрофизики БФУ имени Иммануила Канта разработали и изготовили тестовый вертикальный ветрогенератор с помощью аддитивных технологий: лопасти и крепления были напечатаны на 3D‑принтере. Прототип создан в рамках проекта по разработке цифровой платформы оптимизации ветроэнергетической инфраструктуры с системой сервисной поддержки по программе «Приоритет 2030».

Ранее исследователи провели комплексное математическое моделирование динамики воздушных потоков в приземном слое атмосферы над территорией Калининградской области. Специалисты установили, что ветроэнергетический потенциал области достаточно высок. Так, согласно классификации NREL, 44,4 % площади региона имеют оценку класса 2 («удовлетворительно»), 30,1 % – класса 3 («хорошо»), 9,0 % – класса 4 («очень хорошо»), 6,7 % – класса 5 («отлично») и 9,7 % – класса 6 («исключительно»). Оптимальными для размещения ветроэнергетических установок считаются прибрежные территории – на расстоянии порядка 10 км от берега.

Для верификации математической модели ученые БФУ изготовили прототип ветрогенератора.

«Все модели мы проверили на больших объемах метеорологических данных, однако важно сопоставить расчеты с реальной практикой эксплуатации ветроэнергетической установки. Для этого хорошо подходят именно небольшие вертикальные ветрогенераторы: они легче, компактнее и безопаснее классических горизонтальных генераторов с большими трехлопастными винтами, которые выгоднее использовать на полноценных ветроэлектростанциях», – пояснил младший научный сотрудник лаборатории астрофизики БФУ имени Иммануила Канта Алексей Байгашов.

Разработкой и производством тестового ветрогенератора занимался молодой ученый Сергей Борохов. Ранее он уже участвовал в создании на 3D‑принтере телескопа и вспомогательных элементов для астрономического оборудования.

«Лопасти для ветрогенератора выполнены по модульному принципу – их можно легко менять. Благодаря этому команда сможет оперативно оценивать, как лопасти работают в тех или иных условиях», – рассказал Сергей Борохов.

Сейчас ученые тестируют ветрогенератор: проверяют его на физические нагрузки и соответствие механических характеристик проектным параметрам. После этого планируется провести полевые испытания на портативной мачте высотой 5-6 метров – это соответствует высоте эксплуатации бытовых ветрогенераторов.

Максим Демин, ректор БФУ имени Иммануила Канта: «Разработка и печать вертикального ветрогенератора на 3D‑принтере – яркий пример того, как фундаментальные исследования и современные технологии объединяются для решения актуальных прикладных задач. Проект наших ученых демонстрирует не только высокий уровень научной школы университета, но и умение трансформировать теоретические расчеты в работающий прототип. Особенно ценно, что работа строится системно: от математического моделирования ветроэнергетического потенциала Калининградской области до создания и тестирования реального устройства. Данные о ветровом ресурсе региона – это серьезная научная база, которая в перспективе поможет грамотно планировать развитие локальной ветроэнергетики. Использование аддитивных технологий – еще одно важное направление: оно позволяет быстро и экономично создавать прототипы, сокращая путь от идеи до испытания».

Фото: пресс-служба БФУ имени Иммануила Канта.