Polska miejska turbina wiatrowa produkuje energię dzięki strumieniom powietrza  wytwarzanym działalnością człowieka, szczególnie w terenach zurbanizowanych. Energia mechaniczna tych strumieni zostaje przekształcona w czystą, zieloną energię elektryczną. Na czym polega innowacyjny projekt polskich konstruktorów?

Polska miejska turbina wiatrowa

Polska miejska turbina wiatrowa realizowana w unijnym projekcie LIFE – Urban Wind Power Station – korzysta z potencjału działalności człowieka i produkuje czystą energię w miejscach, takich jak:

• obszary miejskie i zabudowane, 
• strumienie przemysłowe,
• tereny zielone kształtowane przez człowieka,
• wiadukty, mosty,
• tunele kolejowe, metra, trasy szybkiego ruchu,
• ciągi wewnętrzne nieprodukcyjne.

Projekt jest przykładem na wykorzystanie tzw. energii odpadowej, czyli takiej, która jest zdatna do zastosowania, a w przeciwnym razie uległaby zmarnowaniu. W Polsce funkcjonują także zakłady takie jak m.in. odlewnia Volkswagena w Poznaniu, która doprowadza do sieci energię odpadową z procesów przemysłowych w postaci ciepła.

Przez wiele lat obserwowaliśmy zjawiska zachodzące w tzw. przestrzeni zurbanizowanej w zakresie przepływów strumieni powietrza, które zostały wywołane działalnością człowieka. Chcieliśmy zwrócić uwagę na pomijane dotąd w kategoriach energii wiatrowej ciągi powietrza występujące pomiędzy budynkami, czy na dachach wieżowców, obiektów przemysłowych, a także występujących wewnątrz budynków w tunelach, ciągach wentylacyjnych – mówi twórca i główny pomysłodawca turbiny, Jerzy Czaplejewicz.

Twórcy rozwiązania twierdzą, że koszt zaniechania korzystania z energii rozproszonej i szczątkowej jest po prostu zbyt wysoki. Jak działa urządzenie?

Turbina wiatrowa nowego typu

Konstrukcja cylindryczna pozwala na montaż w pionie lub w poziomie. System dyfuzorów wyłapuje strumienie powietrza z dowolnego kierunku, bez konieczności zamiany ustawienia urządzenia.

W projekcie LIFE-UrbanWind.PL zostały zbudowane prototypy bezkolizyjnych, cylindrycznych silników wiatrowych o wysokości do 4 m, które wykorzystują m.in. także „naziemne” ruchy (strumienie) powietrza o nieregularnej charakterystyce do napędzania  innowacyjnego generatora z magazynem buforowym energii elektrycznej.

Cylindryczny silnik niweluje pewne wady łopatowych silników wiatrowych, które uniemożliwiają działanie wiatraków blisko zabudowań. Oprócz prototypowych, innowacyjnych rozwiązań w budowie silnika i generatora, zastosowano także rozwiązanie modułowe w zakresie pędników. Pozwala to na ich grupowanie na wale obrotowym z przesunięciem kątowym, jako rozwiązanie korzystnie wspomagające wyłapywanie energii wiatru, szczególnie przy małych prędkościach strumieni.

W urządzeniu wykorzystano dodatkowo systemy samoredukcji dużych prędkości strumienia. Sposób podłączenia generatora do silnika może różnić się w zależności od miejsca instalacji Urban Wind Power Station.

Układ wykorzystujący kształt i zasadę działania pędnika obrotowego jest jednocześnie znacznie bardziej elastyczny, łatwiejszy w montażu i kontroli od konwencjonalnej wieży ze śmigłami oraz daje możliwość samoczynnej, automatycznej regulacji prędkości przepływu strumienia powietrza, a w konsekwencji utrzymania w miarę stałej prędkości obrotowej pędników – twierdzą twórcy polskiej turbiny miejskiej.

Przykładowe możliwości stosowania turbiny do produkcji zielonej energii z OZE to m.in. dachy i narożniki obiektów przemysłowych, komercyjnych i mieszkalnych, wyniesienia terenu, wnętrza obiektów, tunele, mosty i wiadukty. Jakie korzyści płyną z polskiej technologii?

Korzyści z energii odpadowej

Twórcy Urban Wind Power Station, chcą aby ich elektrownie wiatrowe zostały dopuszczone do montowania w terenach miejskich i stały się częścią rozwiązania problemu emisji CO2 w przestrzeni zurbanizowanej.

Zgodnie z taksonomią ekologiczną Komisji Europejskiej, infrastruktury należy podchodzić holistycznie, badając ślad węglowy wytworzony już przy powstawaniu budynku. Budynki , które posiadają znaczny ślad węglowy mogą  go zneutralizować pobierając do zasilania budynku energię z wiatru czy słońca. Ciągi powietrza wynikające z zabudowy urbanistycznej, które nie istniały w sposób naturalny, przy wykorzystaniu ich do produkcji czystej energii mogą być traktowane jako „zielony offset budynków” (Carbon offset jest działaniem wspierającym redukcję śladu węglowego – offsetowanie emisji polega na symbolicznej kompensacji emisji zanieczyszczeń) lub odzysk energii, która była wydatkowana przy budowie. 

Obecnie urządzenia wiatrowe w terenach zurbanizowanych praktycznie nie występują a mogłyby doskonale współpracować w synergicznych systemach z urządzeniami fotowoltaiki. Gdzie odbywają się testy urządzenia?

Energia z działalności człowieka w praktyce

Turbinę testowano w lokalizacjach, różniących się charakterystyką urbanistyczną i administracyjną oraz potencjalną grupą odbiorców. Urządzenia zostały sprawdzone na bardzo wysokim budynku (34 piętrowy Novotel Warszawa Centrum), niskim budynku ( np. w tartaku Krychów), na kontenerze nowo budowanego osiedla w Kaczkach koło Gdańska, czy bezpośrednio na gruncie, m.in. na polach golfowych. Twórcy twierdzą, że testy potwierdziły uniwersalność urządzenia.

W ramach testów sprawdzono 12 urządzeń prototypowych o mocy nominalnej 5kW; 10kW oraz 20 kW.

Warto zwrócić uwagę także na inne projekty tego typu. Zespół inżynierów Politechniki Łódzkiej wkrótce przeprowadzi testy przydomowej turbiny wiatrowej, która została dostosowana do produkcji energii w mieście. Technologia może produkować prąd nie tylko za pomocą naturalnych wiatrów, ale również dzięki wykorzystaniu ruchu pojazdów na drodze. Projekt zyskał dofinansowanie w wysokości 300 tys. euro.   

Politechnika Łódzka pracuje nad przydomową turbiną wiatrową, która wykorzystuje ruch samochodów 

Turbina wiatrowa Alpha 311 wytwarza energię tam, gdzie jest najbardziej potrzebna – lokalnie. Dzięki małym rozmiarom i pionowej osi każda droga, most, budynek czy wieża może stać się farmą wiatrową. Energia wiatrowa z ruchu aut jest już rzeczywistością – pierwsze turbiny tego typu pojawiły się na Arenie O2 w Londynie.

Energia wiatrowa z ruchu aut – turbina, którą można zainstalować w prawie każdym miejscu

Turbina O-Wind to innowacyjne rozwiązanie wyróżnione nagrodą Fundacji Dysona. Ta miejska turbina wiatrowa przeznaczona jest szczególnie dla budynków mieszkalnych. Na czym polega ta technologia, która sprawdza się w narażonych na chaotyczne wiatry w środowiskach miejskich?

Miejska turbina wiatrowa, która obraca się w każdą stronę

Artykuł jest częścią serii, w której promujemy ekobohaterów. Poznaj więcej takich historii!

źródło i zdjęcia: Urban Wind Power Station

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.