Wiatr pozostaje najtańszym źródłem energii odnawialnej na dużą skalę. Ale stosowane turbiny wiatrowe różnią się od siebie pod wieloma względami. Inżynierowie od dawna eksperymentują z różnymi rozwiązaniami architektonicznymi, a ciekawą opcją jest redukcja łopat wirnika.
Czytaj też: Największa turbina wiatrowa świata znajduje się w Chinach. Ile energii może wyprodukować?
Mniejsza liczba łopat oznacza spadek masy wirnika, a tym samym obniżenie jego kosztów. Z drugiej strony jednak wirniki dwupłatowe wymagają bardziej złożonej budowy piast, co skutkuje zwiększeniem kosztów produkcji. Im mniej łopat, tym większa prędkość obrotowa, co przekłada się na systematyczne zwiększanie tzw. prędkości wierzchołkowej wirnika, a to z kolei przekłada się na dodatkowy hałas. Ale przez Touchwind turbiny jednopłatowe są postrzegane jako przyszłość energetyki.
Turbiny wiatrowe, jakich jeszcze nie było
Większość najlepszych na świecie zasobów energii wiatrowej znajduje się daleko od brzegu, w oceanie zbyt głębokim, aby można go było eksploatować za pomocą typowych turbin o stałej wieży. Głębiny morskie mogłyby wnieść ogromny wkład w czystą energię, stwarzając jednocześnie znacznie mniej problemów dla mieszkańców i dzikiej przyrody niż lądowe farmy wiatrowe.
Czytaj też: Turbina wiatrowa na trzech nogach to nietypowa, ale zaskakująco skuteczna innowacja
Holenderska firma Touchwind opracowała niezwykłą koncept przechylnej pływającej turbiny wiatrowej z jednoczęściową konstrukcją wirnika. Jednoczęściowa konstrukcja może kosztować 30 proc. ceny konwencjonalnych wirników, a przy tym nie wymaga żadnych kosztownych aktywnych systemów kontroli nachylenia łopat. Tam, gdzie większość standardowych turbin musi się wyłączyć przy prędkości wiatru powyżej 90 km/h, ta turbina jest przystosowana do prędkości 252 km/h. Mniej przestojów oznacza więcej produktywnych godzin i więcej energii.
Łopata jest przymocowana do masztu pod niewielkim kątem. Przy małych prędkościach wiatru maszt przechyla się, a łopata pozostaje nad wodą dzięki zwisającej boi, ale gdy prędkość wiatru wzrasta, łopata zaczyna szybko się obracać i powstaje siła nośna – podobnie jak w przypadku głównego wirnika helikoptera. To sprawia, że masz jest pionizowany. Przy dużych prędkościach wiatru turbina znajduje się prawie płasko nad horyzontem, co znacznie ogranicza zdolność wiatru do szybszego obracania go. Kiedy to nastąpi, boja zostaje podniesiona z wody, stając się balastem przeciwdziałającym uniesieniu głównej łopaty. Touchwind twierdzi, że projekt nadaje się do łatwej produkcji w mniej więcej każdym obiekcie portowym, który jest w stanie obsłużyć łopatę o długości 200 m wymaganą dla turbiny o mocy 12 MW.
W firmę Touchwind – założoną 30 lat temu przez holenderskiego inżyniera Rikusa van de Klippe – zainwestował teraz japoński gigant żeglugowy Mitsui OSK Lines (MOL). Przeprowadzono już testy projektowe na małą skalę, przy wsparciu rządu holenderskiego.
Rikus van de Klippe mówi:
Testy terenowe z wirnikiem o średnicy sześciu metrów są w pełni przygotowane nad jeziorem Oostvoorne w Holandii. Dzięki MOL jako udziałowcowi i ich inwestycjom możemy przyspieszyć nasz program testów w celu sprawdzenia tej technologii.
Nie wiadomo, kiedy można spodziewać się funkcjonalnych turbin jednopłatowych Touchwind. Na tym etapie nie ma żadnych prognoz dotyczących tego, jak mógłby wyglądać uśredniony koszt energii (LCoE) wytwarzanej przez te farmy. Trudno więc ocenić, jak konkurencyjny może być system w przypadku wdrożenia komercyjnego, zakładając, że rozwój i finansowanie przebiegają bez większych problemów.