Kolejne oczekiwania energetyki wiatrowej: łopatki o długości dwóch boisk do piłki nożnej!

Pomysł inspirowany jest sposobem w jaki poruszają się palmy podczas silnego wiatru. Grupa naukowców z Uniwersytetu Virginia oraz Sandia National Laboratory pracuje nad bardzo długą łopatką, która mogłaby umożliwić skonstruowanie turbiny o mocy 50 MW – obecnie powstające turbiny produkują zazwyczaj około 2 MW. 

 

Łopatki zostaną zaprojektowane w ramach programu ARPA-E, finansowanego przez Departament Energii USA i będą miały 200 metrów długości – jest to liczba 2,5 razy większa niż długość najdłuższych łopat dostępnych obecnie w komercyjnej sprzedaży. 

 

W ostatnich latach energetyka wiatrowa zaczęła rozwijać się w kierunku coraz dłuższych łopatek, co było napędzane przez proste korzyści wynikające ze skali: im większa średnica wirnika, tym więcej mocy może wyprodukować pojedyncza turbina. Jeśli uda się w tani sposób wyprodukować łopatki oraz wznieść maszt, koszty elektryczności spadają wraz ze wzrostem długości łopatek. 

 

Super łopatki Sandia, oparte są na koncepcji opracowanej przez Erica Loth, profesora inżynierii mechanicznej i lotniczej na Uniwersytecie Virginia. Posiadają one szereg złączeń wzdłuż swojej osi, które umożliwiają ich składanie w odpowiedzi na silne podmuchy wiatru. Umiejscowione od strony zawietrznej wieży (w przeciwieństwie do konwencjonalnych ostrzy, które znajdują się pod wiatr) łopatki zginają się zupełnie jak szpony ptaka drapieżnego. Dzieje się tak, aby podczas mocnych wiatrów zmniejszyć działanie siły wiatru na turbinę. Natomiast w optymalnych warunkach łopatki rozszerzają się do pełnej długości. Tak pracujące łopatki nadają się zarówno do instalacji morskich na obszarach podatnych na huragan, jak i dla miejsc, gdzie wiatry są lekkie.

 

 

Najdłuższe łopatki jakie są dziś dostępne mają około 80 metrów i są zbudowane w jednym segmencie. Długość łopatek jest ograniczona poprzez wyzwania logistyczne i komunikacyjne: bardzo trudno użyć ciężarówki, aby przewieźć coś mającego kilkadziesiąt metrów długości i kilka metrów średnicy. Duński Vestas rozpoczął niedawno wysyłkę 62-metrowych łopatek w Stanach Zjednoczonych. Pierwszym zainteresowanym klientem jest Duke Energy, która rozpocznie budowę nowej farmy wiatrowej przy użyciu dużych łopatek jeszcze w tym roku. Łopatki zostaną wysłane do portów wzdłuż Texas Gulf Coast, transportowane koleją do Oklahomy a następnie przewiezione ciężarówką na miejsce. Taka instalacja nie może się zdarzyć w bardziej zatłoczonych częściach kraju.

 

Ostrza segmentowe, które pozwalają na łatwiejszy transport i montaż na miejscu, nie są nowe. Europejscy producenci tacy jak Gamesa czy Enercon oferują je obecnie, ale nie zostały one jeszcze powszechnie zastosowane. Budowniczowie farm wiatrowych są jednak ostrożni co do stosowania nowej technologii. Jak powiedział Bruce Peacock, wiceprezes inżynierii i budownictwa w sekcji energii odnawialnej Duke Energy: "Drobne wady strukturalne mogą prowadzić do katastrofalnych awarii."

 

Źródło: technologyreview.com