wind turbines technology

Różne sposoby na pozyskanie energii z wiatru

Turbiny wiatrowe są znakomitym sposobem na generowanie czystej, odnawialnej energii. Wykorzystują one energię wiatru i przekształcają ją w energię elektryczną. Łopaty wirnika są napędzane przez wiatr, napędzając turbinę, która wytwarza energię. Przy większej ilości wiatru, generowana jest większa ilość energii elektrycznej.

Technologia wiatrowa stale się rozwija, co owocuje nowatorskimi rozwiązaniami, które różnią się od powszechnych turbin wiatrowych. Te mają zwykle dwie lub trzy długie oraz cienkie łopaty i przypominają śmigła samolotów. Jednak dostępne są także inne, mniej znane modele, w które warto zainwestować.

Jak podaje portal Clean Energy Ideas, niektóre z największych modeli są w stanie wygenerować nawet 12 MW energii elektrycznej. Każda turbina może zasilić w energię około 16 000 rodzin rocznie. Ile energii mogą wygenerować inne typy turbin? Czytaj dalej, by się przekonać.

Największe turbiny wiatrowe na świecie

Duże turbiny wiatrowe są wykorzystywane przez przedsiębiorstwa komunalne do produkcji energii odnawialnej. Znajdują się one na lądzie lub na morzu, gdzie zwykle wieją silniejsze wiatry. Waga łopat, wysokość i wytrzymałość turbiny zależy od wielu czynników.

MingYang Smart Energy

Według amerykańskiej agencji rządowej Energy Efficiency & Renewable Energy (EERE), wyższe turbiny mogą pozyskiwać więcej energii, a od lat 2000 ich rozmiary znacząco wzrosły. Obecnie najwyższą turbiną wiatrową jest model chińskiej firmy MingYang Smart Energy. Model ten jest znacznie większy niż ogromna turbina Haliade-X firmy GE (opisana poniżej). Model MySE 16.0-242 to 16-megawatowy, 242-metrowy gigant o 25-letnim okresie eksploatacji, który może zasilić 20 000 gospodarstw domowych.

Haliade-X

Haliade-X to jedna z największych na świecie turbin wiatrowych, produkująca rocznie 67 GWh energii, co pozwala na zasilenie około 16 000 gospodarstw domowych. Według GE farma wiatrowa o mocy 750 MW zasilana przez Haliade-X mogłaby dostarczyć energię nawet do miliona domów.

Firma GE posiada praktyczne doświadczenie w eksploatacji turbiny w różnych sytuacjach i przy różnych poziomach mocy. Obecnie jest to jedyna platforma dla morskich turbin wiatrowych o mocy powyżej 12 MW, która funkcjonuje od ponad dwóch lat, głównie w lokalizacji prototypu w Rotterdamie. Otrzymała ona bezstronną certyfikację w zakresie od 12 MW do 13,6 MW.

Jak zaprojektowano turbinę Haliade? W 2021 roku GE ogłosiło partnerstwo o charakterze badawczym, mające na celu opracowanie największej na świecie drukarki 3D do zastosowań w morskiej energetyce wiatrowej. Miała ona uprościć produkcję najważniejszych części do budowy turbiny wiatrowej GE Haliade-X. Co więcej, poprzez wyeliminowanie potrzeby wysyłania nieporęcznych komponentów z centralnej fabryki, przewiduje się, że użycie drukarki 3D zmniejszy ślad węglowy produktu.

Turbina Vestas

Mówi się, że pobicie wspomnianego rekordu będzie możliwe dzięki najnowszemu modelowi firmy Vestas Wind Systems. Firma projektuje największą na świecie morską turbinę wiatrową, o powierzchni „zamiatania” wiatru ponad 43 000 m², mocy 15 megawatów i wysokości ponad 260 metrów. Prototyp V236-15.0 MW ma zostać zainstalowany w 2022 roku, a produkcja planowana jest na 2024 rok.

5 rodzajów turbin wiatrowych

Oprócz bardzo wysokich turbin, istnieją także różne modele, które wykorzystują energię nieco inaczej niż te wymienione dotychczas.

1. Bezłopatkowa energia wiatrowa

W artykule pt. „10 najlepszych innowacyjnych technologii w sektorze zrównoważonej energii” pisaliśmy o bezłopatkowych turbinach wiatrowych, przybliżając nową konstrukcję opracowaną przez hiszpańską firmę Vortex Bladeless. Trzymetrowa bezłopatkowa turbina jest zamocowana pionowo w ziemi za pomocą elastycznego pręta. Została zaprojektowana tak, aby przechylać się lub oscylować w zakresie prędkości wiatru, a powstałe w ten sposób drgania generują energię. Te bezłopatkowe turbiny nie zajmują tyle miejsca co tradycyjne farmy wiatrowe i mogą być stosowane w obszarach miejskich lub mieszkalnych.

2. Turbiny o pionowej osi obrotu

Konstrukcja turbin o osi pionowej jest znacznie prostsza. Tego rodzaju turbiny są także bardziej wydajne w wietrznych warunkach. Ponieważ nie muszą się obracać, aby dostosować się do wiatru, są lepszym wyborem w porównaniu z turbinami poziomymi. Dzięki temu, że generator i przekładnia znajdują się na poziomie gruntu, są łatwiejsze w utrzymaniu, a dzięki mniejszej szerokości turbiny mogą być ustawiane bliżej siebie.

Przykład turbin o osi pionowej na tle niebieskiego nieba i chmur.

Łopaty wykonane są z włókna szklanego oraz węglowego i mogą wirować z maksymalną prędkością 200 obrotów na minutę. Dostępne są również inne turbiny o osi pionowej, takie jak turbiny Eddy. Według magazynu Elektor prędkość początkowa turbiny Eddy wynosi zaledwie 3,5 metra na sekundę, a moc znamionowa to 600 watów. Jednostka ma wytrzymać 20 lat, a jej maksymalna bezpieczna prędkość wiatru wynosi ponad 193 km/h (55 m/s).

3. Latająca turbina wiatrowa

Firma Makani opracowała turbinę wiatrową, która unosi się w powietrzu niczym latawiec. Na wysokości ponad 300 metrów powietrzne turbiny wiatrowe Makani (AWT) mogą dotrzeć do silniejszych i bardziej niezawodnych wiatrów, co pozwala im produkować więcej energii elektrycznej.

Energią wiatrową można by zasilić świat stokrotnie, jednak zaledwie 5% światowej energii elektrycznej pochodzi z tego źródła.

– Makani, Harnessing wind energy with kites to create renewable electricity

4. Morskie turbiny wiatrowe do hodowli wodorostów

Przemysł morski, podobnie jak energetyka i wiele innych sektorów, zmierzają do bardziej zrównoważonych rozwiązań, w tym do zapewnienia bardziej ekologicznych źródeł zasilania. I tak na przykład udziałowcy farmy wiatrowej Norther w Belgii zamierzają wykorzystać morskie turbiny wiatrowe do hydroponiki, rolnictwa morskiego pozwalającego na uprawę roślin bez gruntu. Planują zautomatyzowanie uprawy i zbiory wodorostów, tworząc jednocześnie technologię, która może być zastosowana w innych farmach wiatrowych.

Wodorosty w Grecji, Ateny.

Opracowany przez belgijsko-holenderski zespół projekt „Wier and Wind” ma na celu stworzenie zautomatyzowanego systemu produkcji wodorostów na dużą skalę. Jak podaje Power Technology, pomysł przewiduje uprawę wodorostów na ogromną skalę w przeciągu trzech lat. Projekt będzie pierwszym, który obejmie do 20 000 m² (4,9 akrów) na mniej osłoniętych wodach.

5. Turbiny wiatrowe z tkaniny

Nowoczesne turbiny wiatrowe budowane są z różnych materiałów. Do pokrycia niektórych z nich zastosowano specjalną tkaninę techniczną, dzięki której łopatki turbin są lżejsze, co wpływa na zwiększenie produkcji energii elektrycznej.

Technologię tę opracowano w ramach partnerstwa Enel Green Power ze szkockim start-upem ACT Blade, firmy specjalizującej się w tworzeniu najnowocześniejszych turbin wiatrowych pokrytych unikalną tkaniną techniczną. Część materiałów pochodzi z konwencjonalnych struktur kompozytowych stosowanych w przemyśle wiatrowym, a łopaty są pokryte tkaniną podobną do płótna żaglowego.

W centrum uwagi znajduje się również tania żywica termoplastyczna, dzięki której łopaty turbin wiatrowych mogą być poddawane recyklingowi. Największa na świecie łopata turbiny wiatrowej z tworzywa termoplastycznego została wykonana w Hiszpanii, a jej prototyp wykorzystuje łopaty nadające się w 100% do recyklingu.

Oprócz różnych materiałów, innowacyjna produkcja sprawia, że nowe turbiny wiatrowe są bardziej wydajne i zrównoważone. Obecnie uwaga skupia się na druku 3D, produkcji i lotnictwie jako technologiach wspomagających.

Elfa Distrelec oferuje zrównoważone i zaawansowane technologicznie produkty, które są przydatne w wielu branżach, od sektora energetycznego, takiego jak energetyka wiatrowa, słoneczna i sieci elektroenergetyczne, po lotnictwo i przemysł morski, dostarczając swoim klientom najlepsze rozwiązania oferowane przez liderów rynku.

Total
0
Shares
Poprzedni post

10 najlepszych innowacyjnych technologii w sektorze zrównoważonej energii

Następny post

Nowy dostawca automatyki przemysłowej: Wywiad z dyrektorem generalnym Industrial Shields

Powiązane posty