Farmy wiatrowe wydajniejsze o rząd wielkości?

Wystarczy zoptymalizować rozstawienie turbin, a elektrownia wiatrowa zacznie dawać co najmniej dziesięciokrotnie więcej mocy - twierdzą naukowcy z Caltech

...a przede wszystkim - turbiny muszą być pionowe.

Ogromne wiatraki z poziomą osią obrotu zabierają przestrzeń i nie da się ich efektywnie rozstawić. Żeby uzyskać większą moc, konstruktorzy projektują olbrzymy na granicy ich własnej wytrzymałości, poszukują materiałów na śmigła, które nie rozpadną się pod własnym ciężarem. Rozstawia się je daleko od siebie, żeby nie zakłócały sobie nawzajem pracy turbulencjami powietrza.

Okazuje się też często, że wielkie „ekologiczne” wiatraki są na bakier z ekologią, bo naruszają równowagę ekosystemów, zakłócają migracje ptaków i szpecą krajobraz na wielkim obszarze.

Co najgorsze, rzadko rozstawionym turbinom mnóstwo energii po prostu umyka.

Profesor aeronautyki i bioinżynierii John Dabiri z Kalifornijskiego Instytutu Technologicznego (Caltech) w Pasadenie przetestował alternatywne dla wiatraków rozwiązanie na małej eksperymentalnej farmie wiatrowej pod Los Angeles. Wyniki ubiegłorocznych testów polowych opublikowano właśnie na łamach magazynu „Journal of Renewable and Sustainable Energy”.

- Globalna moc wiatru na zaledwie kilku metrach nad ziemią jest wiele razy większa niż światowe zużycie elektryczności - przekonuje profesor. Jego zdaniem, nie ma sensu sięgać wyżej, byle ustawić turbiny jak należy.

Okazuje się, że turbiny o pionowej osi - przypominające sterczące z ziemi trzepaczki do jajek - są wydajniejsze i bardziej przyjazne dla środowiska. Można je zestawić gęsto obok siebie, zamiast zajmować duże tereny. Z jednego metra kwadratowego tradycyjnej farmy wiatrowej uzyskuje się zwykle 2-3 waty energii, a gęsto zastawiona „trzepaczkami” działka może wyprodukować dziesiątki razy więcej. Eksperymentalna farma uzyskała w zeszłorocznych testach 21 do 47 watów na metr kwadratowy, a na ten rok profesor planuje znaczne udoskonalenie sprzętu.

Pionowe turbiny nie muszą piąć się w górę jak szalone - pracują zaledwie dziesięć metrów przy ziemi, gdzie ruchy powietrza są łagodniejsze i wyzwania dla inżynierów nie ocierają się o technologie kosmiczne. To wszystko redukuje koszty - także zagrożenia dla środowiska.

Zespół prof. Dabiriego pracuje nad energią wiatrową, a także nad różnymi formami napędu. W obu przypadkach naukowcy podglądają „patenty” żywych organizmów, które od setek milionów lat zmagają się z mechaniką płynów.

Opierając się na swoich wcześniejszych badaniach nad sposobami poruszania się ryb, profesor odkrył, że pionowa turbina powinna obracać się w przeciwnym kierunku niż sąsiednie urządzenia.

- Zainspirowane biologią badania inżynieryjne Dabiriego są wyzwaniem dla status quo w technologiach pozyskiwania energii wiatrowej - komentuje z uznaniem prof. Ares Rosakis, szef Wydziału Inżynierii i Nauk Stosowanych na Caltech.

Caption: These are vertical-axis wind turbines at the Field Laboratory for Optimized Wind Energy (FLOWE) facility in northern Los Angeles County.Credit: John Dabiri/Caltech

Profesor na swojej farmie wiatrowej pod Los Angeles / fot. John Dabiri/Caltech

Więcej o: