James Dyson Award 2018: более 2,6 миллиона рублей присудили студентам за укрощение городского ветра

Объявлены лауреаты международного конкурса James Dyson Award 2018. Главный приз получили студенты, придумавшие, как заставить непредсказуемый городской ветер вырабатывать энергию. Также премии удостоились создатели прибора для диагностики малярии и инвалидного кресла для авиаперелётов.

Первое место: приручение ветра

Главный приз получили Николас Орельяна (Nicolas Orellana) из Чили и Йасин Нурани (Yaseen Noorani) из Кении, студенты Ланкастерского университета. Они придумали ветроэнергетическую установку, которая работает в больших городах.

Человечество усиленно осваивает альтернативные источники энергии, пытаясь уменьшить вредные выбросы в атмосферу от сжигания ископаемого топлива. Среди прочего активно развивается и ветроэнергетика. Но у неё есть фундаментальное ограничение: энергия ветра есть лишь там, где есть ветер, а на планете не так уж и много по-настоящему ветреных мест.

Вместе с тем, по данным ООН, больше половины населения Земли живёт в городах, и этот показатель постоянно растёт. Растут и сами города, в том числе и вверх, застраиваясь высотными зданиями.

Высокие строения нарушают естественную циркуляцию воздуха, создавая сильный ветер, направление которого хаотично меняется. Неудобства, которые при этом испытывают горожане, настолько серьёзны, что проблемой вплотную занимается, к примеру, администрация Лондона.

Таким образом, в городах сильный ветер появляется "даром", как побочный эффект высотной застройки. А ведь именно городам нужнее всего электричество. Почему бы не воспользоваться этим?

Трудность в том, что практически все современные ветрогенераторы работают лишь тогда, когда ветер устойчиво дует в одну и ту же сторону. "Дикие" городские ветры, поминутно меняющие направление, в том числе и вертикальное, для них бесполезны.

Орельяна и Нурани решили эту проблему, сконструировав турбину O-Wind. Она вращается воздушным потоком независимо от его направления. Кроме того, установка работает даже в не слишком ветреный день.

"Мы надеемся, что турбина O-Wind сделает ветроэлектрические установки более практичными и более доступными для людей во всех странах мира. В городах потоки ветра очень сильны, но мы пока не используем этот ресурс. Мы уверены, что, если будет проще вырабатывать экологически чистую энергию, люди будут охотнее заботиться о сохранении нашей планеты. Победа в международном конкурсе James Dyson Award подтвердила правильность наших решений", – говорит Орельяна.

Основная часть устройства – это сфера диаметром 25 сантиметров с отверстиями, расположенными особым образом. Этот "шарик" закреплён на стационарной оси. Ветер вращает его, и шестерни передают движение валу генератора. За внешней простотой скрываются хитроумные инженерные расчёты.

"Когда двое студентов обратились к нам с просьбой предоставить площадку для тестирования новой ветроэлектрической установки, мы сначала решили, что это будет очередной вариант обычного ветряка. Но когда ребята скромно показали нам своё видео и принесли прототип, мы были, не побоюсь этого слова, попросту ошарашены. Только когда ты сам берешь это устройство в руки и можешь покрутить его в разные стороны, ты понимаешь, как оно работает и что оно может. Если всё пойдет, как задумано, мы получим возможность улавливать любые порывы ветра, и городская энергетика выйдет на новый уровень", – рассказывает Гарри Хостер (Harry Hoster), директор отделения Energy Lancaster в Ланкастерском университете.

Теперь дело за коммерциализацией разработки.

"Наш проект уже привлёк к себе большое внимание, и теперь мы уверены в том, что он получит дальнейшее развитие. Мы уже ведём переговоры с инвесторами и надеемся заключить соглашение в течение ближайших месяцев", – делится планами Орельяна.

Джеймс Дайсон (James Dyson) высоко оценил изобретение.

"Условия участия в нашем международном конкурсе — создавать технологии и устройства, способные решить те или иные проблемы нашей планеты. Для молодых талантливых изобретателей это ещё один стимул делать нечто большее, чем просто выявлять проблемы человечества. Он дает им силы создавать инновационные решения. И турбина O-Wind — одно из них. Она не просто позволяет нам пользоваться возобновляемым источником энергии, но к тому же, благодаря особой конструкции, даёт возможность получать ее там, где раньше никто не пытался этого делать – в больших городах. Это действительно гениальный концепт", – комментирует учредитель премии.

Энергия марсохода

Любопытно, что источником вдохновения для разработчиков послужил проект марсохода Tumbleweed. Это надувная сфера диаметром 183 сантиметра Предполагалось, что она будет передвигаться по Марсу как перекати-поле. На Красной планете часто бывает ветрено, и идея использовать эту дармовую энергию привлекла пристальное внимание специалистов.

В 2000 году прототип марсохода был испытан в пустыне Мохаве в Калифорнии. А в 2004 году он отправился в семидневное путешествие по Антарктиде. За это время он прошёл 128 километров со средней скоростью шесть километров в час

Однако "марсокат", как и классические ветряки, мог использовать только устойчивый в своём направлении ветер. На испытаниях машина часто сбивалась с курса и не могла вернуться на маршрут, столкнувшись с препятствием. В конце концов проект был свёрнут.

Орельяна тщательно изучил конструкцию несостоявшегося "марсоката" и придумал форму, которая позволяла устройству перемещаться под действием переменчивого ветра. В соавторстве с Нурани он модифицировал свою разработку для ветроэнергетики.

Второе место: диагностика малярии через смартфон

Второе место в международном конкурсе заняла группа студентов из Делфтского технического университета в Нидерландах. Она разработала прибор EXCELSCOPE 2.0, который диагностирует малярию.

Составной частью устройства является обычный смартфон. Его камера используется для того, чтобы фотографировать образцы крови через компактный микроскоп. Специальная программа исследует снимки, отыскивая изображения паразитов.

Напомним, что более половины населения земного шара живёт в регионах, где велик риск малярии. "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) много пишут о борьбе с этим заболеванием.

Третье место: инвалидное кресло для полёта

Третье место в международном конкурсе заняли Аамер Сиддики (Aamer Siddiqui) и Али Асгар (Ali Asgar) из Американского университета в Шардже. Они разработали специальное инвалидное кресло, удобное для авиаперелётов.

Самолёты с их трапами, небольшими сиденьями и узкими проходами – не самая дружелюбная среда для тех, кто вынужден передвигаться в инвалидной коляске. Им приходится прибегать к помощи персонала, что неудобно для них и других пассажиров.

Лауреаты разработали инвалидное кресло Air Chair, специально предназначенное для полётов. Его габариты адаптированы к ширине прохода в салоне авилайнера. Когда пассажир садится, конструкция "надевается" поверх обычного самолётного кресла. Это позволяет человеку воспользоваться ремнями безопасности и другими удобствами, а в случае необходимости – спасательным жилетом.

Ежегодная премия James Dyson Award вручается студентам или недавним выпускникам инженерных или других технических вузов. Чтобы претендовать на премию, нужно решить стоящую перед человечеством проблему, большую или не очень.

Победителей определяет сам сэр Джеймс Дайсон. При этом учитывается коммерческий потенциал изобретения и его оригинальность.

В конкурсе участвуют представители 27 стран. Номинантом может быть как отдельный изобретатель, так и команда до четырёх человек.

Победитель международного конкурса получает 30 тысяч фунтов стерлингов (более 2,6 миллиона рублей на 15 ноября 2018 года). За второе и третье места присуждается по 5 тысяч фунтов стерлингов (более 420 тысяч рублей). Победителю национального конкурса достаётся две тысячи фунтов стерлингов (около 169 тысяч рублей).

Напомним, что ранее "Вести.Наука" писали о лауреате российского конкурса 2018 года. Информацию об истории побед в этом конкурсе можно найти на страницах специального раздела нашего проекта.