Companiile de energie eoliană se aventurează în ape din ce în ce mai adânci, este posibil ca turbina tradițională în stilul morii să nu fie cea mai potrivită soluție. Este timpul să ne uităm la alternative.

Turbinele eoliene aveau în mod tradițional palele care se rotesc în jurul unei axe orizontale, iar acest lucru a rămas standard în parcurile eoliene moderne. Turbinele eoliene convenționale cu axă orizontală (HAWT) au ajuns să domine piața energiei eoliene, atât pe uscat, cât și în apele puțin adânci din larg.

Dar cele mai bune parcuri eoliene se găsesc adesea în mări mai adânci, departe de obstacolele eoliene, benzile de transport maritim, nimbys și păsările migratoare. Structurile de susținere fixate rigid pe fundul mării pot să nu fie viabile din punct de vedere economic la adâncimi mai mari de 50 m, așa că inginerii se îndreaptă spre fundații plutitoare.

Acestea sunt condiții foarte diferite în care să generezi electricitate din vânt, ceea ce a însemnat un interes reapărut pentru configurațiile alternative ale turbinei eoliene. După cum raportăm în Tranzacțiile filozofice ale Societății Regale adoptarea unei axe de rotație verticală este una dintre aceste alternative. Aceste turbine, care se confruntă întotdeauna cu vântul, sunt cunoscute sub numele de turbine eoliene cu axă verticală (VAWT).

Structuri stabile

Turbinele tradiționale cu ax orizontal sunt foarte grele, cu lamele și echipamentele care generează energie fixate în mod necesar în partea de sus a turnului. Într-o turbină mare în larg, această parte poate cântări câteva sute de tone și poate fi la aproximativ 100 m deasupra nivelului mării.

Într-o turbină cu ax vertical sistemele de generare pot fi la o înălțime mult mai mică, chiar chiar la baza turnului. Aceasta înseamnă că VAWT-urile tind să aibă un centru de greutate mult mai jos.

Pe suporturile plutitoare, acest avantaj este mărit - gândiți-vă cât de stabil sunteți când stați într-o canoe, mai degrabă decât să stați pe ea.

Coborârea generatoarelor le face, de asemenea, mult mai accesibile și mai ușor de întreținut sau de înlocuit. De exemplu, cu un VAWT, lucrătorii trebuie să urce doar pe o distanță scurtă pentru a accesa mașinile, mai degrabă decât să urce pe un turn de 100 m care se mișcă constant.

Mărimea contează

În general, turbinele eoliene mai mari produc electricitate mai ieftină. Acest lucru a făcut ca turbinele să devină din ce în ce mai mari și mai puternice, în special în larg, unde lamele de 50 m sunt acum de rutină, iar unele sunt uniforme mult mai mare.

Dar astfel de giganți care se rotesc orizontal pot ajunge în curând la limita lor. Dacă se ia în considerare axa lamei, atunci când aceasta este orizontală, forța gravitațională va fi perpendiculară pe ea, în timp ce atunci când lama este verticală (în sus), forța gravitațională va fi paralelă cu axa și arătând spre rădăcina lamei. În cele din urmă, când lama este din nou verticală (în jos), forța gravitațională va fi paralelă cu axa lamei, dar acum îndreptată spre vârf. niste studiu susțineți că această sarcină gravitațională oscilantă limitează dimensiunea turbinelor cu ax orizontal.

Turbinele cu ax vertical rezolvă această problemă deoarece, pe măsură ce se rotesc, experimentează o forță gravitațională constantă, întotdeauna în aceeași direcție. Fără stresul de a ține lamele metalice de 80 m cu un capăt, VAWT-urile pot deveni mult mai mari.

Cercetare a arătat, de asemenea, că turbinele verticale pot fi plasate mai aproape una de alta într-un parc eolian. Deci, pentru o anumită zonă, pot fi instalate mai multe VAWT-uri și mai multă energie electrică decât dacă s-ar utiliza HAWT-uri, reducând astfel costul energiei electrice.

Revoluția Axei

Deci, acum apare întrebarea evidentă: de ce nu au fost încă utilizate VAWT-urile dacă sunt atât de avantajoase? Principalul motiv este că este încă o tehnologie nouă. Deși cercetătorii s-au uitat la axe verticale de zeci de ani, tehnologia a rămas în urmă datorită în principal limitărilor materiale și ale sistemului de rulmenți. Investitorii văd în continuare tehnologia cunoscută ca un pariu sigur și chiar și atunci când se uită la vântul de adâncime, ei au fost mai înclinați să susțină turbine cu axă orizontală pe platforme plutitoare.

Cu toate acestea, atât guvernele, cât și companiile de perspectivă investesc acum în potențialul VAWT pentru eolianul de mare adâncime. Proiect Nova, finanțat de guvernul britanic, a demonstrat că axa verticală offshore este viabilă din punct de vedere comercial. Sandia National Laboratories, susținut de departamentul energetic al SUA și diverse Susținută de UE Proiecte au sprijinit, de asemenea, tehnologia.

Companiile industriale, cum ar fi britanicul VertAx Wind sau norvegianul Gwind, urmează, de asemenea, exemplul prin dezvoltarea diferitelor concepte. Compania franceză Nenuphar își continuă proiectul VAWT, cu planuri (în partea de sus a acestui articol) de a instala primul parc eolian plutitor în largul coastei Marsiliei.

Odată cu creșterea cererii de energie, suntem obligați să explorăm fiecare soluție posibilă. Turbinele eoliene cu ax vertical amplasate în adâncime au un potențial puternic de a fi una dintre aceste soluții.

Acest articol a fost publicat inițial Conversaţie
Citeste Articol original.

Despre autori

Maurizio Collu este lector la Centrul de Energii Regenerabile Offshore de la Universitatea Cranfield. Dr. Collu este directorul cursului de masterat în inginerie mecanică avansată și lector în mecanică și încărcare a fluidelor, CEng, MRINA și MEI. El este implicat în special în proiectarea conceptuală și preliminară a structurilor de sprijin în larg pentru industria emergentă a turbinei eoliene plutitoare.

Michael Borg desfășoară în prezent cercetări postdoctorale în cadrul Departamentului de Energie Eoliană de la Universitatea Tehnică a Danemarcei asupra conceptelor plutitoare de turbine eoliene cu axă verticală susținute de proiectele DeepWind și INFLOW finanțate de UE.

Carte recomandată:

Nature's Fortune: Cum prosperă afacerea și societatea, investind în natură
de Mark R. Tercek și Jonathan S. Adams.

La ce merită natura? Răspunsul la această întrebare - care în mod tradițional a fost încadrat în termeni de mediu - revoluționează modul în care facem afaceri. În Averea naturii, Mark Tercek, CEO al The Nature Conservancy și fost bancher de investiții și scriitorul științific Jonathan Adams susțin că natura nu este doar fundamentul bunăstării umane, ci și cea mai inteligentă investiție comercială pe care o poate face orice afacere sau guvern. Pădurile, câmpiile inundabile și recifele de stridii văzute adesea pur și simplu ca materii prime sau ca obstacole care trebuie eliminate în numele progresului sunt, de fapt, la fel de importante pentru prosperitatea noastră viitoare, precum tehnologia sau legea sau inovația în afaceri. Averea naturii oferă un ghid esențial pentru bunăstarea economică și de mediu a lumii.

Click aici pentru mai multe informații și / sau pentru a comanda această carte pe Amazon.