wind turbines technology

A szélenergia hasznosításának különféle módjai

A szélturbina nagyszerű módja a tiszta, megújuló energia létrehozásának. A gépek a szél energiáját hasznosítják, amit villamos energiává alakítanak. A szél forgatta lapátok hajtják a turbinát, ami így energiát hoz létre. Minél nagyobb a szél, annál több villamos energia keletkezik. 

A széltechnológia fejlődése miatt olyan újítások is napvilágot látnak, amelyek eltérnek a megszokott szélturbináktól. Ezek jellemzően két vagy három hosszú, vékony lapáttal rendelkeznek, és hasonlítanak a repülőgép légcsavarjaira; ugyanakkor vannak más, kevésbé ismert modellek is, amelyekbe érdemes lehet befektetni.

A Clean Energy Ideas honlap adatai szerint a legnagyobb modellek némelyike akár 12 MW villamos energiát is képes előállítani. Egy turbina évente mintegy 16 000 családot képes ellátni energiával. Vajon mennyi energiát tudnak más típusok előállítani? Olvasson tovább, és tudja meg Ön is.

A világ legnagyobb szélturbinái

A nagyméretű szélturbinákat a közüzemi vállalatok megújuló energia előállítására használják. Szárazföldön (onshore) vagy tengeren (offshore) telepítik őket; a tengeri telepítésűek általában erősebb szelet kapnak. A turbinalokáció mellett a lapátok súlya, a magasság és a teljesítmény sok tényezőtől függ. 

MingYang Smart Energy

Az Energiahatékonyság, & Megújuló Energiaforrások (Energy Efficiency Renewable Energy, EERE) szerint a magasabb turbinák több energiát képesek előállítani, a 2000-es évek óta pedig nőtt a szélturbinák magassága. Jelenleg a legmagasabb szélenergia-turbina a MingYang Smart Energy nevű kínai modell. Ez a tengeri szélturbina nagyobb, mint a GE hatalmas Haliade-X modellje (lásd alább). A MySE 16.0-242 egy 16 megawattos, 242 méter magas behemót 25 éves élettartammal, amely akár 20 000 háztartást is képes energiával ellátni.

Haliade-X 

A Haliade-X a világ egyik legnagyobb szélturbinája, amely évente 67 GWh energiát termel; ez körülbelül 16 000 háztartás energiaellátásához elég. A GE szerint egy Haliade-X-ekből épített, 750 MW teljesítményű szélerőmű akár 1 millió lakóépületet is képes energiával ellátni.

A GE gyakorlati tapasztalattal rendelkezik a turbina különböző helyzetekben és különböző kimenetszinteken történő használata terén. Ez az egyetlen, több mint két éve működő platform a 12+ MW-os tengeri szélturbinák esetében; a gépek a rotterdami prototípus-helyszínen találhatóak. Független tanúsítást kapott 12 MW-tól 13,6 MW-ig. 

Hogyan zajlott a Haliade tervezése? 2021-ben a GE kutatási partnerséget jelentett be a világ legnagyobb 3D nyomtatójának fejlesztésére tengeri szélerőművek számára, hogy egyszerűsíthető legyen a GE Haliade-X nevű tengeri szélturbinája számára létfontosságú alkatrészek gyártása. Továbbá, a 3D nyomtató használata várhatóan csökkenti a termék szén-dioxid lábnyomát, hiszen így nincs szükség a nagy méretű alkatrészek központi gyártási helyről történő elszállítására. 

Vestas turbina

Ezt a rekordot a Vestas Wind Systems legújabb modelljével szeretnék megdönteni. Céljuk egy olyan tengeri szélturbina építése, amely 43 000 m2-nél nagyobb forgóterülettel, 15 megawattos kapacitással és 260 méter fölötti magassággal a világ legnagyobbja lenne. A V236-15.0 MW prototípusát várhatóan 2022-ben építik meg; a gyártást 2024-től tervezik.

A szélturbinák 5 különböző típusa

A nagyon magas turbinák mellett léteznek más megoldások is, amelyek kissé eltérő módon hasznosítják a szél energiáját. 

1. Lapát nélküli szélenergia

Az energiaszektor 10 legfontosabb innovációjáról szóló cikkünkben írtunk már a lapát nélküli szélturbinákról, és bemutattuk a Vortex Bladeless spanyol cég találmányát. A 3 méter magas, lapát nélküli turbina függőlegesen kerül rögzítésre a talajba egy rugalmas rúddal. Úgy tervezték, hogy a szélsebességnek megfelelően dülöngéljen vagy rezegjen; az így létrejövő vibráció adja az energiát. Ezek a lapát nélküli turbinák nem igényelnek akkora helyet, mint a hagyományos szélerőműparkok, és városi környezetben vagy lakott területeken is alkalmazhatóak.

2. Függőleges tengelyű turbinák 

A függőleges tengelyű turbinák szeles körülmények között egyszerűbben működnek és hatékonyabbak. Nem kell forogniuk ahhoz, hogy lekövessék a szélirányt, és jobb választás a hagyományos turbináknál. Egyszerűbb a karbantartás, hiszen a generátor és a váltó is a talajszinten van, a keskenyebb kiakakítás miatt pedig a turbinákat közelebb lehet telepíteni egymáshoz.

Egy példa függőleges tengelyű turbinákra kék égboltos, felhős háttérrel.

A lapátok üvegszálas és szénszálas anyagból készülnek, és a maximális forgási sebességük 200 fordulat/perc. A függőleges tengelyű turbinákból is van többféle, mint például az Eddy turbinák. Az Elektor magazin szerint az Eddy már 3,5 méter per másodperces szélsebességnél beindul, és 600 watt a névleges teljesítménye. A készülék várhatóan 20 évig üzemképes, és a maximális biztonságos szélsebesség pedig több mint 120 mérföld per óra (55 m/s).

3. Repülő szélturbina

A Makani kidolgozott egy módszert, aminél sárkányokkal hasznosítja a szélenergiát. A Makani Airborne Wind Turbine (AWT) több mint 300 méteres magasságban erősebb és állandóbb szelet képes elérni, így több villamos energiát tud termelni.

A szél százszorosan is el tudná látni a világot energiával, ennek ellenére jelenleg a villamos energia csupán 5%-a származik a széltől.

– Makani, A szélenergia hasznosítása sárkányokkal a megújuló villamos energiáért

4. Tengeri szélturbinák tengeri moszat termesztéséhez

Az energiatermelés egyre inkább a fenntarthatóbb megoldásokra összpontosít, és más ágazatok, például a tengerhez köthető tevékenységek is egyre inkább keresik a zöldebb energiaforrásokat. Például a belgiumi Norther szélerőműpark részvényesei tengeri szélturbinákat kívánnak alkalmazni az akvakultúra vagy a tengeri gazdálkodás számára. Automatizálják a tengeri moszatok termesztését és betakarítását, miközben olyan technológiát hoznak létre, amely más szélerőműparkoknál is alkalmazható.

Moszat a görögországi Athénban.

A belga-holland csapat által életre hívott „Wier and Wind” projekt célja egy automatizált, nagyléptékű tengerimoszat-termelő rendszer létrehozása. A Power Technology szerintaz alapötlet az, hogy a tengeri moszatot 3 évig nagy mennyiségben termesztik. Ez a projekt lenne a kezdete 20 000 m2-nyi nem védett vízterület hasznosításának. 

5. Szövetből készült szélturbinák

Napjainkban az újabb szélturbinákat gyakran különböző anyagokból építik. Egyes termékek speciális anyaggal vannak bevonva, így a könnyebb turbinalapátok növelik az energiatermelést. 

Ezt a stratégiát követi az ENEL Green Power és a különleges ipari szövettel bevont, csúcsminőségű szélturbinák létrehozására szakosodott ACT Blade nevű skót start-up cég partnersége is. Az anyagok némelyike a széliparban használatos, hagyományos kompozit struktúrákból készül – a lapátok teljes felületét borító anyag hasonló a vitorlavászonhoz.

Ugyanakkor az alacsony költségű, hőre lágyuló műanyagok is fontosak, hiszen fejlesztésükkel lehetőség van a turbinalapátok újrahasznosíthatóvá tételére. A világ legnagyobb műanyag szélturbina lapátja Spanyolországban készült, prototípusa pedig egy 100%-ban újrahasznosítható lapát (valójában hőre lágyuló gyanta az anyaga).

A különböző anyagok mellett az innovatív gyártás is hozzájárul az új szélturbinák hatékonyabbá és fenntarthatóbbá tételéhez. A fő irány most a 3D nyomtatás, a támogató technológiák pedig a gyártás és a repülőipar területéről érkeznek. 

A Distrelec fenntartható és csúcstechnológiás termékeket kínál, így az energiaszektortól kezdve (például a szél-, a nap- és a hálózati energia) egészen a légiipari és a tengeri ágazatokig számos iparágat segít azáltal, hogy ügyfelei számára a piacvezető gyártók legjobb megoldásait biztosítja.

Total
0
Shares
Előző bejegyzés

Top 10 innovatív technológia a fenntarthatóenergia-szektorban

Következő bejegyzés

Új ipari automatizálási beszállító: Interjú az Industrial Shields vezérigazgatójával

Kapcsolódó bejegyzések