Czy łopaty turbiny mogą wyginać się pod wpływem silnych wiatrów, tak jak palmy podczas huraganu? Testy małych turbin wydają się obiecujące.
Elastyczne łopaty turbin wiatrowych
Inwestorzy coraz częściej inwestują w technologie, które są w stanie znacznie wydłużyć potencjalny czas eksploatacji turbin wiatrowych. Tradycyjne turbiny mierzą się jednak z problemem: im dłuższe są łopaty, tym bardziej prawdopodobne jest, że ulegną one usterkom, zwłaszcza przy silnym wietrze.
Około 15 lat temu profesor inżynierii z University of Virginia, Eric Loth, zaczął pracować nad możliwościami ulepszenia konstrukcji morskich farm wiatrowych. Loth zakończył ostatnio projekt, w którym wykazał, że elastyczne łopaty, które opracował wraz ze specjalnym systemem sterowania nie tylko działają, ale można wykorzystać je w celu zwiększenia możliwości wytwarzania energii wiatrowej.
W zeszłym miesiącu po raz pierwszy Loth i partnerzy publicznie podzielili się dowodami udanych testów na dorocznym międzynarodowym spotkaniu w Holandii.
– Myślę, że projekt poszedł naprawdę dobrze — tłumaczy Loth w filmie na temat trwającego sześć lat badania.
Turbina Lotha działała bez przerwy przez dwa lata, w których trakcie przetrwała silne wiatry o prędkości o prędkości 177 km/h mil na godzinę oraz cyklon. Na czym polega ta technologia?
Turbiny na lata
Ostrza pomysłu profesora University of Virginia zbudowane są z osobnych segmentów połączonych ze sobą zawiasami. Przy silnym wietrze, który może zagrozić konstrukcji, mają one mieć możliwość składania się tak, jak w przypadku palmowych liści.
To nie wszystkie zmiany w stosunku do standardowej turbiny. Zamiast trzech standardowych sztywnych łopat, docelowo turbina Lotha ma mieć jedynie dwie elastyczne łopaty o długości aż 250 metrów. Mają być one zamontowane na wieży o wysokości 300 metrów. Łączna wysokość turbiny wyniesie zatem aż 550 metrów, co jest absolutnym rekordem na skalę światową.
- Zobacz też: Pływające dwupłatowe elektrownie wiatrowe inspirowane helikopterami już za 2 lata w Europie
– Jeśli chodzi o hałas, nasza turbina demonstracyjna okazuje się bardzo cicha. Zaprojektowaliśmy ostrza tak, aby były wystarczająco daleko od siebie, więc pozbyliśmy się efektu migotania cienia wieży*. Posiada również bardziej inteligentne systemy sterowania – mówi Loth w wywiadzie dla University of Virginia.
Prototyp z łopatami o długości 20 metrów działał w amerykańskim Narodowym Laboratorium Energii Odnawialnej w Kolorado przez dwa lata. Teraz zespół będzie dążył do skalowania technologii. Twórcy szacują jednak, że koszt docelowego projektu może wynieść nawet miliard dolarów.
Naukowcy z całego świata szukają nowych metod na zwiększenie mocy generowanych przez farmy wiatrowe. Niektóre z nich nie wymagają ingerencji w istniejące instalacje, inne natomiast dążą do przeprojektowania obecnych na rynku turbin.
Większa moc farm wiatrowych
Inżynierowie z Massachusetts Institute of Technology (MIT) znaleźli metodę na zwiększenie mocy farm wiatrowych bez instalacji dodatkowej infrastruktury. W Indiach zmiana ustawienia w układzie trzech turbin zwiększyła produkcję energii aż o 32%.
Im wyżej zamontowana jest turbina wiatrowa, tym wydajniej będzie działać. Wiatr jest znacznie stabilniejszy i wieje z większą siła na większych wysokościach. Dlaczego zatem nie budujemy o wiele wyższych turbin wiatrowych? Inżynier Prof. Horst Bendix twierdzi, że to najlepsze wyjście dla przyszłości energetyki wiatrowej.
* – Obracające się łopaty wirnika turbiny wiatrowej rzucają na otaczające je tereny cień, powodując tzw. efekt migotania nazywany również niesłusznie efektem stroboskopowym. Z efektem migotania cieni mamy do czynienia głównie w krótkich okresach dnia, w godzinach porannych i popołudniowych, gdy nisko położone na niebie słońce świeci zza turbiny, a cienie rzucane przez łopaty wirnika są mocno wydłużone. Jest on szczególnie zauważalny w okresie zimowym, kiedy to kąt padania promieni słonecznych jest stosunkowo mały (EDR, 2009).
Naukowcy są zgodni, że migotanie o częstotliwości powyżej 2,5 Hz1, zwane efektem stroboskopowym, może być dla człowieka uciążliwe. Źródło: sndb.pl
źródło: news.virginia.edu, zdj. główne: news.virginia.edu/ Canba
Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.