Studenci krakowskiej AGH stworzyli pionierską turbinę wiatrową z trzema generatorami

Studenci krakowskiej AGH stworzyli pionierską turbinę wiatrową z trzema generatorami

Studenckie Koło Naukowe Eko-Energia działające przy Akademii Górniczo-Hutniczej od 2007 roku ma na swoim koncie wiele przełomowych wynalazków. Niedawno studenci stworzyli pionierską wersję turbiny wiatrowej opartej o system generatorów. Na czym polega ta technologia?

Pionierska turbina wiatrowa

Dotychczas w Eko-Energii powstało już ponad 30 projektów o różnym stopniu zaawansowania, takich jak: prototypowy hybrydowy panel PVT, solarna chłodziarka absorpcyjna czy słoneczna kogeneracja. 

Studenci krakowskiej AGH stworzyli pionierską turbinę wiatrową z trzema generatorami
Koło Naukowe Eko-Energia

W tym roku akademickim głównym projektem Eko-Energii jest kolejna, pionierska wersja turbiny wiatrowej, tym razem wyposażona w autorski system generatorów. Każdy z trzech generatorów charakteryzuje się inną nominalną prędkością obrotową i mocą. Ich naprzemienne wykorzystanie umożliwia zwiększenie czasu pracy turbiny w skali roku. Jest to niespotykane rozwiązanie ze względu na złożoność proponowanego systemu, jednak Eko-Energia rozwiązuje dotychczasowe problemy związane z budową takiego układu.

Studenci krakowskiej AGH stworzyli pionierską turbinę wiatrową z trzema generatorami
Prace nad jedną z turbin wiatrowych, źródło: Eko-Energia

Na czym polega technologia studentów z AGH?

ev sustainability digital ad 300x250 921167513 PL final jun28 1
ev sustainability digital ad 750x200 949073423 PL PL Aug22 final 1

Innowacyjny system generatorów

Za wykorzystanie poszczególnych generatorów odpowiedzialny jest oryginalny układ mechaniczny umożliwiający przełączanie pomiędzy wałami napędowymi, które napędzają generatory. Innowacyjny układ rozwiązuje problemy rozruchu generatora będącego w spoczynku. Co więcej, system pozwoli na napędzanie generatorów w dowolnych konfiguracjach, a każdy z generatorów będzie posiadać zdolność do odbierania innego momentu obrotowego.

Nowo budowana turbina posiada szereg innowacji wprowadzonych przez zespół. Na poprawę efektywności energetycznej układu wpływa zastosowanie systemu regulacji ustawienia turbiny odpowiednio do kierunku wiatru. W celu osiągnięcia jak najlepszej sprawności aerodynamicznej została opracowana także specjalna technologia  wykonywania łopatek. To właśnie one definiują efektywność pracy całego urządzenia. Ich geometria została zoptymalizowana podczas symulacji przepływowych, natomiast głównym materiałem budulcowym będzie włókno węglowe, gwarantujące sztywność łopatek przy jednocześnie niskiej wadze.

3
Prototyp piasty wirnika, źródło: Eko-Energia

Wszystkie z wymienionych mechanizmów są zarządzane przez nowatorski modułowy sterownik składający się z niezależnych od siebie elementów. Cały układ automatyki działa na zasadzie kart rozszerzeń w komputerze stacjonarnym. Poszczególne moduły komunikują się ze sobą za pomocą magistrali UART sterowanej przez jedną nadrzędną jednostkę.

forma owiewki wirnika
Forma owiewki wirnika, źródło: Eko-Energia

Karty rozszerzeń wykonane będą w formie “pudełek” wsuwanych do odpowiednio przygotowanej szafy rozdzielczej. To rozwiązanie pomaga w szybkim znalezieniu usterek w układzie oraz ich sprawnej naprawie.

Studenci z AGH pracują nad kolejnymi ekologicznymi rozwiązaniami, żeby zmieniać świat na lepsze.

Koło naukowe Eko-Energia

Eko-Energia swoją działalność skupia na rozwoju technologii odnawialnych źródeł energii i proekologicznych projektach. Pięćdziesiąt studentów z pięciu różnych wydziałów, niekończące się pomysły i godziny spędzone w warsztacie – wszystko by wspólnie tworzyć przyszłość opartą na zielonej energii.

Przełomowy okazał się rok 2020/2021, kiedy zrealizowany został projekt turbiny wiatrowej z dyfuzorem o zmiennej średnicy – WINDY. Turbina ta stanowi odpowiedź na problemy energetyki wiatrowej związane z niestabilnością produkcji energii przy zmiennych prędkościach wiatru. Dzięki mechanizmowi ruchomej średnicy dyfuzor dostosowuje się do prędkości wiatru i tym samym gwarantuje produkcję energii, nawet w warunkach niekorzystnych dla standardowych turbin wiatrowych.

Koło naukowe Eko-Energia swoimi obecnymi działaniami obejmuje jednak nie tylko energetykę wiatrową. W roku 2020/21 realizacja grantu „Laboratorium konwersji energii słonecznej” umożliwiła szereg badań związanych z technologiami usprawniającymi wykorzystanie energii ze słońca czy z biomasy. Obecnie planowana jest także budowa mobilnego laboratorium turbin wiatrowych – stanowiska pomiarowego dostępnego także dla konstrukcji innych zespołów badawczych czy dla studentów podczas zajęć laboratoryjnych.

Także studenci z Wrocławia mają na swoim koncie ciekawe i innowacyjne technologie. Studenckie Koło Naukowe „Płomień” z Politechniki Wrocławskiej stworzyło stanowisko fotowoltaiczne, które jednocześnie wytwarza, magazynuje i zagospodarowuje wodór. Na czym polega ten wynalazek?

źródło i zdjęcia: Eko-Energia

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.