Fréttir
- Samstarfsverkefnið Nordic Tidal Energy
- Kynningarstarf og fyrirlestrar
- Sjávarorkurannsóknir: víðtækt faglegt samstarf
- Prófunaraðstaða á Hornafirði
- Sjóprófanir undirbúnar
- Alþingi tekur tillögu um sjávarorku til umræðu
- Áramótapistill
- V-5 lofar góðu í fyrstu prófunum
- Landsbankinn styrkir Valorka verkefnið
- Framundan hjá Valorku
| Tæknin við hverflana |
|
Valorka hverflarnir eru ný íslensk uppfinning, sem þróuð er í fjórum megingerðum. Þeir eru hægstraumshverflar; sérlega hentugir til virkjunar sjávarfallaorku. Þróun hverflanna, sem byggja á hugmyndum Valdimars Össurarsonar, hófst árið 2008, en stuttu síðar var Valorka ehf stofnað til að standa fyrir þróunarstarfinu og samstarf hefur verið við ýmsa aðila.
Einkaleyfi hverflanna nær einnig yfir sérstakan búnað til að breyta afstöðu keilanna og nýta þannig straum úr báðum áttum; fallaskiptan straum. Þetta er gert með stýriuggum á ásunum, sem opna blöðin ýmist ofan eða neðan hjólmiðju. Þannig getur hjólið nýtt straum úr báðum áttum, án þess að breyta snúningsátt sinni.
Í meginatriðum er þessi hverfill einföld skífa; hjólhlið. Hverju blaði er fest með lið á hlið blaðhjólsins, og geta blöðin verið mörg hvoru megin. Hvert blað er sveigt, þannig að straumop myndast milli þess og hjólsins andstreymismegin. Hverfillinn vinnur þannig að þegar blöðin eru samanlögð og ganga gegn straumnum mynda þau litla mótstöðu. Þegar þau nálgast þá stöðu að straumop lendir uppí strauminn, kemst straumurinn þar inn og opnar þau. Blöðin lokast svo þegar straumurinn þrýstir á „bak“ þeirra hinumegin ásmiðju. Hér er það straumurinn sjálfur sem opnar blöðin og lokar þeim, en ekki vélrænn aflflutningur í hverflinum.
Þessi gerð var prófuð í straumkeri í nokkrum útgáfum árið 2010 og er skemmst frá því að segja að hún reyndist best af öllum Valorka hverflunum, t.d. varðandi seiglu við aukið álag. Hverfillinn hefur staðist nýnæmisrannsókn og er einkaleyfishæfur. Unnið er að frekari þróun Valorka hverflanna í mörgum útfærslum. Prófaðir eru ýmsir þættir s.s. lögun og fjöldi blaða og fleira. Hverflarnir hafa tekið þróun sem rekja má í gerð þeirra. T.d. sýna hliðar hverfilhjólsins að nokkru þróunarstigin: Í gerð V-1 hefur hliðunum verið breytt frá hefðbundnu yfirborðsvatnshjóli; í V-2 koma teinar í stað hliða; í V-3 er einungis ein hlið í stað tveggja; og í V-4 eru engar hliðar, en búið að leysa hlutverk þeirra með öðrum hætti. Þess má geta að ný gerð hverfilsins er á hugmyndastigi. Samstarf hefur verið við ýmsa aðila um þróunarstarfið. Impra veitti lítilsháttar byrjunarstyrk og vinnuaðstaða fékkst að Ásbrú í Reykjanesbæ. Valorka ehf er með vinnustofu í frumkvöðlasetrinu Eldey og að Skógarbraut 1104, Ásbrú. Keilir veitti ráðgjöf í byrjun og kom á tengslum Valorku og Halldórs Pálssonar Ph.D, dósents í vélaverkfræði við Háskóla Íslands. Halldór hefur síðan verið helsti sérfræðilegi ráðgjafi verkefnisins og samstarfsaðili. Besta straumker landsins til prófana er vistað hjá Veiðarfæraþjónustunni ehf í Grindavík, og er í eigu Fjölbrautaskóla Suðurnesja. Skólinn hefur reynst mikilvægur samstarfsaðili Valorku og veitt afnot af kerinu. Ekki hefur síður verið gagnlegt samstarfið við Lárus Pálmason, hönnuð kersins og kennara við FSS og Fisktækniskóla Suðurnesja, en hann hefur veitt margskonar aðstoð. Teiknun og hönnun er mikilvægur þáttur þróunarstarfsins. Jóhann Björgvinsson verkfræðingur sá í upphafi um þá þætti og veitti ráðgjöf. Síðar kom Aðalsteinn Erlendsson að verkefninu og tók við hlutverkinu sem helsti teiknihönnuður. Fleiri aðilar hafa sýnt verkefninu áhuga og lagt til vinnu og ráðgjöf. Má þar t.d. nefna Björgvin Jónsson rafiðnfræðing; Ketil Sigurjónsson, lögfræðing; Guðbjart Össurarson frkv.stjóra o.fl. Í ársbyrjun 2011 komst á samvinna milli Valorku ehf og Vigfúsar Arnars Jósefssonar, en hann var þá að ljúka meistararitgerð sinni við verkfræðideild Háskóla Íslands; undir leiðsögn Halldórs Pálssonar Ph.D. Ritgerðarefni Vigfúsar lýtur að hegðun og orkunýtni hverfilblaðs á þverstæðum ási. Vigfús setti upp tölvulíkan til úrvinnslunnar. Valorka ehf lét í té afnot af líkönum sínum og niðurstöðum; smíðaði blaðlíkan til tilrauna og aðstoðaði Vigfús við tilraunir í straumkerinu. Niðurstöður verkefnis Vigfúsar munu nýtast Valorku vel, þar sem þær koma inná grundvallarvirkni Valorka hverflanna. Þetta samstarf sýnir nauðsyn náinnar samvinnu milli fræðasamfélagsins og hugvitsmanna. Þróunarverkefni Valorka hverfilsins er dæmi um verkefni sem alfarið er sprottið af hugviti einstaklings. Þó á bak við það liggi fjögurra áratuga athuganir og hugsun, þá komst hugmyndin ekki á þróunarstig fyrr en með efnahagslægð og atvinnuleysi árið 2008. Í byrjun voru horfurnar ekki sérlega glæsilegar fyrir atvinnulausan hugvitsmann með tvær hendur tómar og engin háskólapróf. Þeir hugvitsmenn hafa átt erfitt uppdráttar á Íslandi sem ekki koma úr jarðvegi háskólaumhverfis og hafa enga fjársterka aðila á bakvið sig. Þetta hefur reynst þjóðinni dýrt og verið stjórnvöldum til skammar. |
Valorka ehf. | Skógarbraut 1104 | 235 Reykjanesbær | Sími 426 5900 og 862 2345



Sjávarfallaorka er gríðarlega mikil orkulind, og á síðari árum hefur víða um heim verið lögð vaxandi áhersla á að finna tækni til nýtingar þessarar hreinu og endurnýjanlegu orku. Fram eru komnar nokkrar gerðir hverfla, sem skipta má í ýmsa flokka. Flestir eru af gerð skrúfuhverfla, og líkjast vindmyllum á landi. Sú gerð er hentug til að virkja mjög hraða straumstrengi sem sumsstaðar finnast, en hentar illa til virkjunar strauma sem eru margfalt algengari; t.d. straumrastir utan fjarða og sunda. Þar henta Valorka hverflarnir mun betur. Þeir teljast til flokks sem nefna má þverstöðuhverfla, en í þeim hverflum er meginásinn hornréttur miðað við straumstefnu og breytt er áfallshorni blaða á hverjum snúningi þeirra um ásinn. Í þessum flokki eru einnig hin gamalkunnu vatnshjól sem fyrst komu fram á sjónarsviðið fyrir um 2000 árum. Óbreytt vatnshjól nýtast ekki á kafi í straumvatni, þar sem átak straumsins er svipað báðumegin snúningsássins. Lausn Valorka hverflanna er að minnka viðnám öðrumegin við ásinn samanborið við hina hliðina, með breytingum á hliðum vatnshjólsins og blöðum. Hver gerð hefur þó sína nálgun, og má greina þróunina í hverjum hverfli fyrir sig. Hér er gerðunum gefin heitin V-1, V-2, V-3 og V-4 er þá V stytting á “Valorka hverfill”.
V-1 var fyrsta gerð Valorka hverfilsins. Líkanið á meðfylgjandi mynd var sýni- og virknilíkan. Með því voru sannaðir grunnþættir virkni og sérstöðu sem síðar var viðurkennd með nýnæmisathugun og einkaleyfum. Út frá þessari gerð þróaðist önnur, V-2. Hún þótti hafa yfirburði um nokkur atriði og því hefur þróun V-1 ekki verið haldið áfram. Hverflinum má lýsa þannig: Hliðarnar eru keilulaga og eru keilurnar hallandi og gagnstæðar. Blöðin eru milli keiluhliðanna og fest við þau með lið. Hvert blað er í tvennu lagi, með lið til hvorrar keiluhliðar og lið í miðju, og geta blaðhelmingarnir því lagst saman þegar keilurnar eru samsíða. Þegar straumþunginn lendir á opnum blöðum hjólsins, snýst það. Blöðin byrja að lokast hlémegin við hjólið og eru að fullu lokuð þar sem keiluhliðarnar eru samsíða. Þau opnast síðan aftur straummegin við hjólið og hringurinn endurtekur sig. Viðnámið er því mikið minna öðrumegin ássins en hinumegin og virkjanlegt snúðvægi myndast á öxlunum. Með sérstökum einkaleyfisvernduðum búnaði sem lýst er í næstu málsgrein getur hverfillinn unnið við straum úr báðum áttum án þess að snúningsáttin breytist.
V-2 byggir á sömu grunnhugmynd og þróaðist í framhaldi af V-1. Munurinn felst fyrst og fremst í því að hér er búið að skipta út heilum keiluhliðum fyrir pinna sem veita blaðinu bakstuðning; loka þeim og opna. Með þessu vinnst ýmislegt; unnt er að láta blaðendana ganga inn í „keiluflötinn“ og hafa því blöðin stærri; blaðparið stýrir sér betur í straumnum sem leiðir til jafnara álags; efni og heildarviðnám minnkar. Virkniferill er í meginatriðum sá sami og í V-1.
V-3 byggir á annarri nálgun, þó hann falli í sama meginflokk og hinir tveir. Tvennt er einkum ólíkt; Annarsvegar er hér um einfaldari smíði að ræða, með færri hreyfanlegum liðum. Hinsvegar er hverfillinn á heilum ási en ekki tvískiptum, svo einfaldara er að raða mörgum hverflum á sama ás og safna þannig afli i sameiginlegan rafal og annan búnað.
V-4 er þverstöðuhverfill eins og þeir fyrri, en lausnirnar eru aðrar. Blöðin eru í pörum þannig að hverju blaði er fest við blaðás sem gengur gegnum meginöxulinn og getur snúist í sæti sínu um kvarthring. Hver blaðás er sveigður til endanna; þannig að straumjaðar blaðs myndar dálítið horn við blaðásinn. Þessi sveigja, ásamt tengingu blaðanna í pör, veldur því að straumþunginn snýr blaðparinu í meginásnum á hringferð sinnu um hann, þannig að öðrumegin ássins snúa blöðin fleti móti straumi en hinumegin jaðri. Raða má mörgum blaðpörum á ásinn, og á ýmsan hátt. Aflið er leitt gegnum meginöxulinn til rafals.