• AlibreDesignを使用して75％効率の高いタービンを作成
• 効率の向上により、風のグレードが低い、より多くの場所での展開が可能になります
• 新しい特許により、都市の消費者による所有が可能になります

フロリダの発明者が家庭用の風力タービン技術を更新

家にソーラーパネルが設置されているのを見るのは珍しいことではありません。なぜ風力タービンではないのですか？

フロリダ州フォートマイヤーズの発明者Helmuth Geiserは、これは興味深い質問だと考え、Alibre Designによるパラメトリックモデリングの助けを借りて、彼の会社は現在、ソーラー技術をそのお金で実行できる小規模な風力タービンのラインを提供しています。

「私は太陽光発電システムと風力発電システムの効率と価格設定を調査し始めましたが、太陽光発電システムは風力発電に比べて非常に高価であることがすぐにわかりました。ソーラーシステムのキロワットあたりの設置コストは、約3〜4倍高くなります。」

農場から風力エネルギーを取り出す

高速道路沿いの風力発電所で見られるタービンは、1〜7メガワットをクランクアウトする可能性があります。これらの「メガワット」タービンは、公益事業会社が資金を提供して所有しているため、ジェットエンジンと同じくらい大きく、高価になる可能性があります。間欠泉は、出力が1〜100キロワットの小型タービンで、再生可能エネルギーを個人が利用しやすくする方法のように見えました。

Geiser氏は、ヨーロッパがこの「小風」カテゴリーの発電機をより広く使用していると言います。米国でも、小型タービンは長い歴史がありますが、それらは主に農地や電力網に簡単に結び付けられない他の遠隔地に限定されてきました。伝統的に、タービンは灌漑や家畜のために水を汲み上げたり、邪魔にならない通信塔に電力を供給したりしていました。

「私が研究を始めたとき、既存の小型風力製品が時代遅れの技術に依存していることに気づきました。その中には1930年代にまでさかのぼるものもあります。これらには、家庭用電力の実用的なソリューションとなるような効率も信頼性もほとんどありませんでした。」

Geiser氏は、従来の設計を改善するために着手し、3つの主要な機械的革新を行いました。現在、Geiser氏と電気工学のSyd Wellsによって設立されたLLCであるScaled Energyは、住宅所有者が薄い空気から無料の電気を生産できるようにする新しい製品ラインで生産を行っています。

「Scaled Energyの製品は、既存の小型タービン設計と同等のコストで効率を75％以上向上させます」とGeiser氏は言います。

効率の向上は、製品がより多くの地域で使用できることも意味します。「たとえば、他の小型タービンは、十分な電力を生成できないため、風力ゾーン2として指定されたエリアでは使用できませんが、Scaled Energyの製品を使用すれば使用できます。」

AlibreDesignで製造業を始める

Geiser氏は、Alibre Designのパラメトリックモデリングアプリケーションで、すべての「いじくり回し」と最終的な製造アセンブリのドラフトを実行しました。Geiser氏によると、このソフトウェアは興味深い質問を実際の製造業に変えるのに役立ったという。

仮想アセンブリの作成に加えて、Alibre Motionなどの他のモジュールにより、Geiser氏はアニメーションで可動部品をテストできました。同様に、Alibre CAMを使用して、彼の設計を精密な機械切断パスに変換しました。

「AlibreDesignは、ソフトウェア機能、使いやすさ、そして最後に重要なこととして、価格の優れた組み合わせを提供します。私はすでにエジソン発明家協会（EIA）の多くの発明家の友人にAlibreを推薦しており、今後もそうしていきます」とGeiser氏は言います。「振り返ってみると、Alibre Designがなければ、このような精度でこのプロジェクトをこの短い時間で行うことはできなかったと思います。Alibre Designは、時間と費用の両面で、より少ないコストでより多くのことを実現します。」

新しいイノベーション

Geiser氏の小型タービン設計に対する3つの主要な改善は、どのようにしてそれらを住宅価値のあるものにするのでしょうか。

まず、Geiser氏はピッチ調整ハブを再設計しました。これは、ブレードの迎え角を変更して、さまざまな空気の動きの速度から最大のパワーを引き出すデバイスです。古い方法は、風が強く吹きすぎたときにタービンが崩壊するのを防ぐために、ファーリングとブレーキングに依存しています。

「これらの古いタイプのタービンのブレードは固定ピッチであるため、非常に小さな風速エンベロープ内でのみ機能します」と彼は言います。代わりにGeiser氏は、ブレードの空気圧によってのみハブを制御する、より洗練された、しかしまだ安価なメカニズムを作成し、それによってエンベロープを拡張しました。

第二に、スピードレギュレーターもオーバーホールされます。このメカニズムにより、ジェネレータへのモーションの入力がより一貫したものになります。Geiser氏は、「直接駆動」入力が、農場でのタービンの効率を大きく低下させたと述べています。高効率のブレードを追加すると、Scaled Energyタービンは同じ量の風に対してかなり多くの電力を生成します。

Geiser氏は、設置と維持費も考慮しました。農地に出て、重機の助けを借りて背の高い面倒なマストを建てることができます。より多くの都市のサイトは、オープンスペースの贅沢を持っていないでしょう。「それで、折り畳み式のマストのアイデアが生まれました」とGeiser氏は言います。「住宅所有者は、油圧で作動する拡張可能なマストを使用してタービンを上下させることができます。また、デバイスの保守は、従来のサポートマストよりも労働集約的でなく、危険性も低くなっています。」

Scaled Energyの最先端の製品ラインがまもなくリリースされます。最新のリリースは経済学でどのようにテストされますか？

Geiser氏は、フロリダの価格に基づいて、10キロワットのタービンが月に約500ドル相当の電力を生成できると推定しているため、ほとんどの購入者は、7年半以内に45,000ドルのシステムの投資収益率（ROI）を確認できます。利用可能な税控除。

「効率、耐久性、設置の容易さが改善されたこれらのタービンは、風力を代替エネルギーの実行可能な供給源にしています。」