Latające turbiny wiatrowe. Czy mogą odmienić przyszłość OZE?

Czym są airborne wind turbines?

Airborne wind turbines (AWT), czyli latające turbiny wiatrowe, to innowacyjna technologia pozyskiwania energii z wiatru, w której urządzenia generujące prąd unoszą się na dużej wysokości, zamiast być umieszczone na tradycyjnych wieżach. Klasyczne elektrownie wiatrowe ogranicza wysokość wieży – zwykle do 150–200 metrów – tymczasem AWT mogą działać na wysokościach od kilkuset metrów aż po kilka kilometrów nad ziemią. To właśnie tam występują znacznie silniejsze i bardziej stabilne prądy powietrzne.

Podstawowa zasada działania jest prosta: turbina, latawiec albo inne urządzenie unoszące się w powietrzu przechwytuje energię wiatru i przekształca ją w energię elektryczną. Następnie prąd przesyłany jest do ziemi za pomocą przewodu albo generacja energii odbywa się poprzez napęd mechaniczny linki, która z kolei napędza generator naziemny. Dzięki temu możliwe jest efektywne wykorzystanie zasobów wiatru w miejscach, gdzie tradycyjne turbiny byłyby mniej opłacalne.

Rodzaje technologii AWT

Choć koncepcja unoszących się turbin może brzmieć futurystycznie, opracowano już kilka różnych podejść do jej realizacji:

Turbiny balonowe (buoyant airborne turbines)

W tej wersji turbina umieszczona jest w dużym balonie wypełnionym helem lub innym lekkim gazem. Balon unosi się na wysokość kilkuset metrów, gdzie wiatr jest silniejszy i stabilniejszy. Turbina obraca się wewnątrz konstrukcji i produkuje prąd, który przesyłany jest kablem do ziemi. Przykładem jest projekt firmy Altaeros, której prototypowe turbiny unosiły się na wysokości około 600 metrów.

Systemy latawcowe (kite power systems)

W tym przypadku źródłem energii nie jest sama turbina, lecz ruch dużego latawca poruszanego przez wiatr. Latawiec rozwija i zwija linkę przymocowaną do generatora na ziemi. Naprzemienne naciąganie i luzowanie liny powoduje wytwarzanie energii. Ten typ systemu pozwala ograniczyć wagę elementów unoszących się w powietrzu.

Zalety technologii

Airborne wind turbines oferują szereg korzyści, które sprawiają, że postrzegane są jako przyszłość energetyki odnawialnej. Głównym atutem AWT jest dostęp do silniejszych wiatrów oraz przede wszystkim stabilniejszych. Wraz z silniejszymi wiatrami oraz bardziej stabilnymi wiąże się większy potencjał energetyczny. Drugą zaletą są niższe koszty w porównaniu z tradycyjną siłownią wiatrową. AWT nie wymagają budowy ogromnych wież oraz fundamentów, przez co koszty są mniejsze. Kolejnym atutem jest mniejszy wpływ na krajobraz — brak wielkich konstrukcji wieżowych i zastosowanie lekkich turbin unoszących się na linach czyni tę technologię mniej inwazyjną wizualnie i łatwiejszą w obsłudze niż tradycyjne farmy wiatrowe.

Wady i wyzwania

Pomimo obiecujących możliwości, technologia AWT napotyka również szereg trudności. Pierwszym wyzwaniem jest stabilność i bezpieczeństwo – utrzymanie turbin na dużych wysokościach wymaga zaawansowanych systemów sterowania oraz skutecznych zabezpieczeń, które chronią przed upadkiem lub zerwaniem liny. Kolejnym istotnym problemem jest ryzyko kolizji – unoszące się konstrukcje mogą stanowić zagrożenie dla lotnictwa oraz dla dzikich ptaków, co wymaga szczególnej uwagi przy planowaniu lokalizacji. Ważna jest również trwałość materiałów – linki przesyłowe oraz konstrukcje balonowe muszą wytrzymywać duże naprężenia i ekstremalne warunki atmosferyczne, aby system działał niezawodnie przez długie lata. Należy także uwzględnić efektywność przesyłu energii – w przypadku generacji na dużych wysokościach przesył prądu kablem na ziemię wiąże się z pewnymi stratami, które mogą obniżać całkowitą wydajność systemu. Ostatnim istotnym aspektem są regulacje prawne – obecne przepisy lotnicze w wielu krajach nie są dostosowane do masowego stosowania latających turbin, co może utrudniać ich szersze wdrożenie.

Latające turbiny w Polsce

W Polsce rozwój technologii latających turbin prowadzi wrocławski startup Njord Energy, który tworzy autonomiczne latawce wytwarzające prąd z wiatru na wysokości 200–1000 m. Prototyp „Drakkar” został przetestowany we Wrocławskim Parku Technologicznym. System może zasilać ok. 100 domów rocznie, osiągając sprawność do 70%, a firma planuje wdrożenia zarówno w kraju, jak i za granicą.

Słowo podsumowania: Airborne wind turbines to nowoczesna koncepcja wykorzystania wiatru na dużych wysokościach. Dzięki różnym formom – od balonów po systemy latawcowe – mogą one zrewolucjonizować sposób, w jaki pozyskujemy energię. Choć technologia wymaga dalszych badań, jej potencjalne korzyści w zakresie efektywności, mobilności i kosztów sprawiają, że warto ją rozwijać.

Źródło: dziennikzachodni.pl, gadzetomania.pl, researchgate.net, Science Direct
Zdjęcie główne: researchgate.net, fot. Ali Baheri

Materiał został przygotowany przez Koło Naukowe Odnawialnych Źródeł Energii “Grzała”
Bartłomiej Just