Nehlučné větrné elektrárny se inspirovaly u sov

Sovy – noční dravci, kteří poutají naši pozornost neslyšností svého letu, zaujaly výzkumníky z Univerzity v Cambridge (UoC). Rozhodli se inspirovat tvarem jejich křídel při návrhu nového designu listů rotorů větrných elektráren.

Společnost GE má dnes v nabídce větrné turbíny o výkonu od 1,5 MW do 4,1 MW, foto: GE
Listy rotorů větrných elektráren budoucnosti jim dodají vyšší výkon a nižší hlučnost. foto: GE

Výsledkem jejich bádání je nový typ vnějšího pláště rotorů větrných elektráren, které slyšitelně snižuje míru produkovaného hluku, aniž by byly jakkoliv negativně ovlivněny aerodynamické vlastnosti zařízení.

Už první počítačové testy a experimenty v aerodynamickém tunelu prokázaly, že prvky napodobení sovích křídel výrazně redukují hluk. Elektrárny teoreticky nyní mohou vyvinout rychlejší otáčky a produkovat více energie, aniž by to bylo spojeno se zvýšením hlukového pozadí.

Využití přitom není vázáno jen na větrné elektrárny, ale i na běžné ventilátory nebo vrtule malých osobních letadel. Výzkumníci o možných aplikacích široce poreferovali na konferenci Amerického institutu pro Aeronautiky a Astronautiku (AIAA), která se 22.6 2015 konala v Dallasu.

„Řada sov, zejména větší druhy jako puštík vousatý nebo sova pálená, dokáží lovit svou kořist, aniž by vzbudili její ostražitost právě díky neslyšnému letu,“ říká Nigel Peake, profesor katedry Aplikované matematiky a teoretické fyziky na UoC. „Zatímco tento fakt je lidem znám po staletí, dosud jsme věděli jen velmi málo o tom jak je to vlastně možné.“

Proto se Peake spolu s kolegy pustil do mikroskopického zkoumání detailů sovího peří. Zjistili, že peří sovích křídel je vybaveno jemným chmýřím na spodní straně, které při pohledu svrchu vytváří kompaktní povrch.

Kromě tohoto načechraného baldachýnu také disponují soví křídla flexibilním hřebenem s rovnoměrným rozmístěním delších štětin po náběžné hraně.

„Takovým rozvrstvením struktur na peří nedisponují žádní jiní ptáci,“ uzavírá Peake.„Zatímco u ostatních druhů vzniká hluk turbulentním prouděním po povrchu, u sov prochází proud vzduchu jakoby skrz.“

Ve snaze napodobit danou strukturu se výzkumníci pokusili o celou řadu experimentů, včetně vodících drážek, děrování a instalace jemných hřebínků.

I když se tak podařilo snížit hluk často až o 30 dB, vedlejším důsledkem bylo snížení výkonu. Po dalších testech pak přistoupili k řešení „svatebního závoje“, jemné perforované povrchové struktury instalované na povrch listů.

Výsledkem bylo snížení hluku o 10 dB, bez dalšího omezení výkonu. Výzkumníci z Cambridge nezastírají, že tato technologie je ještě příliš mladá a nedokonalá, ale má přinejmenším slibný potenciál pro rozvoj nehlučných větrných elektráren.

Sdílet: