Nowatorski projekt pływającej turbiny może zrewolucjonizować produkcję energii z wiatru

Norweska firma World Wide Wind zaprezentowała nowatorski projekt pływającej turbiny o pionowej osi obrotu (VAWT) dla morskich farm wiatrowych. Taka technologia może w przyszłości zrewolucjonizować produkcję energii odnawialnej.

Kryzys energetyczny dobitnie pokazał, że potrzebujemy nowych pomysłów na produkcję energii elektrycznej. I to takich, które można stosunkowo szybko wdrożyć do użytku i zapewnią nam prąd w relatywnie niskich cenach.

Najbardziej użyteczną koncepcją są morskie farmy wiatrowe, które montowane w pewnej odległości od brzegu mogą bardzo sprawnie produkować energię. Problem w tym, że wraz ze wzrostem głębokości morza lub oceanu, konwencjonalne turbiny wiatrowe o osi poziomej (HAWT) tracą sens. Muszą bowiem pomieścić wiele ciężkich elementów, takich jak układy napędowe, skrzynie biegów, generatory oraz olbrzymie łopaty. Montowanie ich na pływających platformach i zabezpieczenie przed przewróceniem, stanowi dla inżynierów ogromne wyzwanie. Nie mówiąc już o wysokich kosztach takiej inwestycji, które obniżają jej opłacalność.

Nowatorski projekt turbiny

Obiecujący pomysł w tej materii ma norweski startup World Wide Wind, który zaprezentował projekt pływającej turbiny o pionowej osi obrotu (VAWT). Konstrukcja różni się znacząco od turbin HAWT i może być jej największą zaletą. Łopaty turbin znajdują się bowiem nad wodą, natomiast wszystkie ciężkie elementy wyposażenia na dole, co sprawia, że turbina utrzymuje się na wodzie prosto, podobnie do spławika. Istotne jest również to, że może przyjmować energię wiatru z dowolnego kierunku i nie musi obracać się do niego frontem, przez co może mieć mniejszą masę od turbin HAWT.

Oczywiście nie jest to technologia bez wad. Największym minusem turbin VAWT jest znacznie niższa wydajność w porównaniu do HAWT. Z drugiej jednak strony można je umieścić bliżej siebie bez spadku wydajności, co oznacza, że z danego obszaru oceanu są w stanie produkować więcej energii.

Konstrukcja zaproponowana przez World Wide Wind jest zupełnie nowa i specjalnie zaprojektowana do wdrażania na morzu na dużą skalę. Turbina składa się z dwóch zestawów łopat umieszczonych jeden nad drugim, które obracają się w przeciwnych kierunkach. Jedną z nich przymocowano do wirnika, drugą natomiast do stojana, co podwaja prędkość obrotową w porównaniu do statycznego stojana, pozwalając generować sporo energii. Firma nazywa swój projekt przeciwbieżną turbiną pionową lub CRVT.

Najcięższe elementy wymagające największej konserwacji znajdują się na dole, pod pływającym pontonem, tuż obok kabla zasilającego. Całość zaprojektowano jednak w taki sposób, aby turbiny mogły przechylać się z wiatrem. Zdolność do przechylania pozwoli również oprzeć się nagłym i gwałtownym podmuchom wiatru oraz szkodliwym wibracjom.

Gigant o wysokości 400 m

Zważywszy na mniejszą wydajność turbin VAWT, potrzebna jest bardzo duża skala, aby zapewnić opłacalność produkcji energii. W tej chwili największą tego typu turbiną jest MingYang Smart Energy 16.0-242. Ma ona 242 m wysokości i moc 16 MW.

World Wide Wind twierdzi jednak, że jej projekt jest znacznie łatwiejszy do skalowania. Dlatego może osiągnąć wysokość nawet 400 m, a także wydajność na jednostkę wynoszącą aż 40 MW. Kluczowe w przypadku takich projektów są jednak koszty, a ile wynoszą one w tym przypadku? Firma szacuje, że prognozowany poziom kosztów to mniej niż 50 dolarów za 1 MW.

W tej chwili firma pracuje nad przyspieszeniem rozwoju CRVT poprzez szybsze prototypowanie. Ma nadzieję, że do 2026 roku uda się uruchomić turbinę o mocy 3 MW. Natomiast w 2029 roku będzie dostępna wersja o mocy 40 MW.

Niestety trudno na razie stwierdzić, czy to będzie działać, gdyż World Wide Wind nie popiera swego projektu żadnymi badaniami. Nie ma też dowodów na przetestowanie prototypu w mikroskali. Pojawia się też pytanie żywotność takiej turbiny, gdyż łopaty muszą wytrzymać duże siły napierające na nie z każdej strony. Nie wiadomo też na razie nic o utracie wydajności. A także procedurach serwisowania giganta o wysokości 400 metrów, czyli zbliżonej do porządnego drapacza chmur. Trudno nawet powiedzieć czy takie prace jak wymiana łożysk, byłyby w ogóle możliwe na morzu.

Na razie trzeba więc podchodzić do tego projektu bardzo ostrożnie, gdyż nie ma żadnej pewności, że to w ogóle będzie działać. Gdyby jednak koncepcja wypaliła, mielibyśmy kolejny pomysł na zapewnienie taniej energii.

Źródło