Енергія з неба: як дрони можуть генерувати електроенергію

Доктор Дук Х. Нгуєн отримав фінансування на дослідження бортових вітроенергетичних систем, спрямованих на підвищення їх безпеки та ефективності для потенційної комерціалізації та значної ролі у досягненні нульових чистих викидів у Великобританії.

Безпілотники можуть мати вирішальне значення для досягнення цілей Великої Британії щодо нульового чистого викиду, збираючи енергію вітру. Доктор Дук Х. Нгуєн, викладач динаміки польоту та управління Брістольським університетом, отримав грант у розмірі 375 000 фунтів стерлінгів від Дослідницької ради з інженерних і фізичних наук (EPSRC) на подальше дослідження бортових вітроенергетичних систем (AWES).

Прив’язуючи дрон до наземної станції, AWES збирає енергію вітру на більших висотах, ніж звичайні вітрові турбіни. Сильний вітер відриває дрон від наземної станції, приводячи в дію генератор і виробляючи електроенергію.

Ця технологія може принести користь енергетичному сектору Великої Британії, зменшивши викиди вуглекислого газу, забезпечивши гнучкість морських і наземних установок і підвищивши здатність працювати у віддалених районах.

Щоб створити найбільшу потужність, AWES має літати за складними схемами, піддаючись сильним аеродинамічним силам. Таке розташування створює складну систему з делікатними характеристиками керування – невеликий прорахунок може змусити дрон впасти на землю.

Це завдання, яке доктор Нгуєн і його співробітники сподіваються вирішити під час цього проекту. Підвищуючи безпеку та ефективність AWES, він сподівається, що проект прокладе шлях до комерціалізації AWES.

Потенціал і підводні камені AWES

Доктор Нгуєн зі Школи цивільної, аерокосмічної та конструкторської інженерії пояснив: «Енергія повітряного вітру має величезний потенціал і, як очікується, до 2050 року генеруватиме електроенергію на суму 70 мільярдів євро на рік. Однак це все ще нова технологія. У багатьох випадках був зроблений компроміс: нові конструкції швидко розгорталися для тестових польотів до того, як їх льотні характеристики були повністю зрозумілі. Це завадило багатьом прототипам AWES досягти повної потужності в роботі, що призвело до дострокового припинення програми та перешкоджало комерціалізації. Цей проєкт спрямований на вирішення цієї проблеми за допомогою методів біфуркації та продовження».

Ці чисельні методи були успішно використані в дослідженнях динаміки літака для прогнозування небезпечної поведінки, наприклад коливань, флаттера та обертання, спричинених пілотом.

Доктор Нгуєн підсумував: «Замінивши існуючі методи методами біфуркації, AWES може досягти значної економії коштів і покращити продуктивність, що зрештою наблизить цю технологію до комерціалізації». На додаток до фінансування EPSRC, проєкт також отримує вигоду від співпраці з двома провідними гравцями в секторі, норвезьким стартапом Kitemill та Мадридським університетом Карлоса III.