Опрос
|
реклама
Быстрый переход
Немцы разработали лучшую лопасть для компактных ветрогенераторов — КПД близок к теоретическому пределу
16.10.2025 [12:42],
Геннадий Детинич
Немецкие исследователи из Института прикладных исследований полимеров им. Фраунгофера (IAP) в сотрудничестве с компанией BBF Group разработали революционную миниатюрную ветряную турбину, открывающую путь к децентрализованной возобновляемой энергетике. Эта компактная система сочетает передовую аэродинамику и технологии производства на основе волокнистых композитных материалов, позволяя эффективно генерировать электричество даже при слабом ветре. 
Источник изображения: Fraunhofer IAP В отличие от традиционных малых турбин, требующих для запуска скорости ветра около 4 м/с, новая модель начинает вращение уже при 2,7 м/с, что делает её идеальной для регионов с нестабильными ветровыми условиями, таких как Берлин-Бранденбург. Разработчики подчёркивают: «Наша цель — максимально эффективно использовать энергию ветра для выработки электроэнергии». Испытания в аэродинамической трубе продемонстрировали выдающиеся характеристики турбины: она достигает скорости вращения 450 об/мин и выдаёт мощность до 2500 Вт при скорости ветра 10 м/с, что на 83 % превышает показатели аналогичных систем на рынке. Коэффициент полезного действия (КПД) составляет 53 %, приближаясь к теоретическому пределу Беца в 59 %. Кроме того, общий вес турбины снижен на 35 % благодаря облегчённой конструкции ротора, что повышает её мобильность и снижает затраты на установку, подталкивая конечных потребителей и предпринимателей брать технологию на вооружение. Секрет успеха заключается в необычных лопастях ротора, изготовленных из волокнистых композитных материалов в виде двух полых оболочек без пенопластовой сердцевины. Производство осуществлялось с помощью промышленного 3D-принтера с рабочим полем 2 × 2 м и системы автоматизированного размещения волокон (AFP), которая обеспечила точную укладку волоконных полос с последующим затвердеванием смолами. Автоматизированный процесс минимизировал дефекты, снизил вес и позволил создать компактные компоненты. Многослойная структура лопастей сделала их эластичными: во время штормовых ветров они изгибаются таким образом, что автоматически замедляют вращение, защищая установку от разрушения без всяких систем аварийного отключения или стабилизации. Разработчики изготовили пять прототипов новой турбины и передали их в BBF Group для полевых испытаний на разных участках и в различных условиях, чтобы оценить влияние высоты подъёма турбин и их местоположения на производительность. В будущем команда планирует доработать роторы, перейдя к перерабатываемым мономатериалам для повышения экологичности. Этот проект не только демонстрирует потенциал волокнистых композитов для повышения прочности и долговечности малых турбин, но и подчёркивает роль инноваций в создании индивидуальных решений для децентрализованной энергетики, способствуя снижению зависимости от ископаемых источников. Немецкие учёные разработали шлем с датчиком тряски для бульдозеристов и экскаваторщиков
05.04.2024 [15:44],
Павел Котов
Инженеры Института прочности конструкций и систем Фраунгофера (Германия) разработали шлем во встроенным сенсором, который измеряет степень вибрации при движении на транспортном средстве — когда её величина превышает допустимые значения, система подаёт звуковой сигнал. 
Источник изображений: fraunhofer.de Шлем адресован водителям машин с тяжёлыми условиями эксплуатации — экскаваторов и бульдозеров. Во внутренний крепёжный ремень шлема, опоясывающего верхнюю часть головы, встроен пьезоэлектрический датчик, имеющий форму тонкой плёнки из покрытого алюминием пенополипропилена. Пьезоэлектрический эффект означает возникновение измеримого электрического сигнала при физической деформации: чем больше деформация, тем выше напряжение.  Во время движения водитель испытывает тряску, датчик деформируется и генерирует сигналы. Напряжение и частота этих сигналов транслируются на нательный модуль, который передаёт информацию на компьютер. Поступающие на компьютер данные анализируются, и если вибрация достигает опасного уровня, водитель получает предупреждение. Тогда он может сделать перерыв и, к примеру, попытаться исправить ситуацию, закрепив у сиденья демпфирующие элементы. Чрезмерно сильная или продолжительная тряска может вылиться в серьёзные повреждения головного мозга, позвоночника или глаз. На практике сенсор может использоваться на этапе проектирования транспортных средств, помогая обнаруживать и устранять тряску до того, как машина поступит в производство. «Вибрации всего тела, которым подвергаются водители строительных машин, в среднем выражаются в ускорении от 0,2 до 1,5 м/с²; пиковые значения могут быть значительно выше. Наш датчик на шлеме позволяет с лёгкостью точно измерять вибрационную нагрузку в повседневной работе. Это поможет значительно улучшить защиту здоровья», — прокомментировал проект специалист по электромеханике Бьёрн Зайпель (Björn Seipel). Учёные создали сверхтонкие алмазные мембраны для эффективного охлаждения чипов
05.03.2024 [14:47],
Геннадий Детинич
Специалисты немецкой сети институтов Fraunhofer разработали технологию массового производства алмазных мембран для улучшения теплоотвода от электронных компонентов. Алмазные мембраны служат проводником тепла между чипами и радиаторами, препятствуя протеканию тока и коротким замыканиям. Как показали опыты, алмазные мембраны охлаждают чипы на порядок лучше, что, например, может в пять раз ускорить зарядку электромобилей. 
Алмазная теплопроводящая мембрана. Источник изображения: Fraunhofer USA, Center Midwest CMW «Мы хотим заменить этот промежуточный слой [термоинтерфейс] нашей алмазной наномембраной, которая чрезвычайно эффективна при передаче тепла меди, поскольку алмаз можно внедрять в токопроводящие дорожки, — пояснил Маттиас Мюле (Matthias Mühle), участвующий в проекте учёный. — Поскольку наша мембрана гибкая и отделяемая, её можно разместить в любом месте компонента или меди или встроить непосредственно в контур охлаждения». Алмазные теплораспределители не новость и уже начинают понемногу находить применение, но они обычно имеют толщину более 2 мм, что делает сложным их крепление к компонентам электронных схем. Толщина предложенных наномембран составляет всего 1 мкм. Они гибкие и могут быть прикреплены к электронным компонентам с помощью нагрева всего до 80 °C. Исследователи изготовили наномембраны путём выращивания поликристаллического алмаза поверх кремниевых пластин. Для получения требуемых контуров алмазного термоинтерфейса пластины затем протравливаются, а мембраны отделяются. По оценкам разработчиков, алмазные наномембраны могут снизить тепловую нагрузку на электронные компоненты в 10 раз, что, конечно же, повысит энергоэффективность и срок службы как компонентов, так и устройств в целом. По словам команды, если бы мембраны были встроены в системы зарядки электромобилей, они помогли бы увеличить скорость восполнения заряда в пять раз. Возможность создавать мембраны на кремниевых подложках также означает, что наладить их массовый выпуск особого труда не составит. Соответствующая заявка на патент уже подана. Ждём тестирования новых теплоотводных решений в инверторах для зарядки электромобилей и в составе другой электроники. |
© 1997—2025 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
