Domov Novinky Nové technológie v oblasti veternej energie

Nové technológie v oblasti veternej energie

Zdielať

Ľudia nepoužívajú drakov len pre zábavu.

Na testovacom mieste neďaleko Mníchova inžinieri nedávno vypustili draka v tvare škatule, ktorý vyrába elektrinu a je vybavený malými rotormi zachytávajúcimi vietor. Tento drak pripevnený k zemi silným káblom opakovane lietal vo vopred určenej osmičke – jeho rotory sa točili vo vetre. „Rýchlosť vetra je niekoľkokrát vyššia, ako by dosiahla bežná veterná turbína. Preto si môžeme vystačiť s oveľa menšími rotormi,“ hovorí Maximilian Isensee, výkonný riaditeľ Kitekraft, a vysvetľuje, ako samotný pohyb draka zvyšuje výrobu energie.

Osmička znamená, že drak počas letu mení smer, takže sa lano nekrúti, ako by sa to stalo, keby drak jednoducho letel v kruhu. Veterná energia je stále silnejšia a v roku 2022 bude 17% európskych potrieb elektrickej energie pokrytých výrobou elektriny z vetra. Medzinárodná energetická agentúra tvrdí, že ponuka energie z obnoviteľných zdrojov sa musí odteraz do roku 2030 naďalej zvyšovať, celkovo o 13% ročne, aby svet splnil ciele čistej nulovej spotreby.

Nové technológie, ktoré by mohli sprístupniť veternú energiu alebo umožniť výstavbu obrovských turbín s tromi lopatkami, vznikajú v mnohých nových európskych startupoch. Ich inovácie naznačujú budúcnosť, v ktorej bude výroba elektriny z vetra oveľa efektívnejšia ako doteraz. Napríklad Kitekraft doteraz získala finančné prostriedky vo výške 2,5 milióna eur, z toho 25% vo forme grantov. Firma má osem zamestnancov.

Ich prototyp je štvrtinovou verziou prvého komerčného výrobku, ktorý Isensee a jeho kolegovia dúfajú uviesť na trh – draka s výkonom 100 kilowattov. Ten by si vyžadoval dlhé lano s dĺžkou až 150 metrov. Kitekraft však chce byť ešte väčší a vyrábať obrovské draky s výkonom megawattov – s lanami dlhšími ako 300 metrov. Takéto stroje by mohli lietať vo výške porovnateľnej s výškou Empire State Building v New Yorku.

Isensee hovorí, že draky budú mať prevádzkové okno porovnateľné s tradičnými turbínami a mohli by lietať pri vonkajších rýchlostiach vetra od približne 5 m/s do 25 m/s. Senzory na palube zistia nadmerný vietor a môžu spustiť automatické navíjanie draka, aby sa vrátil na zem. Tím testuje niektoré kamery a senzory, ktoré by mohli odhaliť vtáky a zabrániť prípadným nárazom vtákov, dodáva Isensee. Použitie draka na zachytenie vetra je zaujímavý nápad, hovorí Richard Cochrane z Exeterskej univerzity, ktorý niekedy poskytuje konzultácie pre priemysel veternej energie.

„Mohlo by to umožniť nasadenie veternej [energetickej] technológie možno na ostrove, na ktorý by sa bežná turbína nedostala,“ dodáva. Isensee potvrdzuje, že systém využíva približne o 90% menej materiálu ako bežné veterné turbíny, a preto by bola preprava drakov na ťažko dostupné alebo vzdialené miesta v zásade oveľa jednoduchšia. Tento rok chce firma pokračovať v testovacích letoch a prvé komerčné inštalácie plánuje okolo roku 2024 alebo 2025.

Istá islandská firma prišla s malou veternou turbínou s vertikálnou osou, ktorá by mohla poháňať telekomunikačné veže a inú relatívne vzdialenú infraštruktúru. Zariadenie Icewind je akýmsi otvoreným zakriveným valcom, ktorý sa otáča v kovovom ráme. „Má približne veľkosť chladničky,“ hovorí Stephen Drake, výkonný riaditeľ. Firma, ktorá má troch zamestnancov na plný úväzok a doteraz získala 4 milióny dolárov, používa v týchto turbínach generátory s vysokým krútiacim momentom, čo znamená, že sa otáčajú pomerne pomaly.

Jedno zariadenie dokáže vyprodukovať približne 600 wattov pri vetre s rýchlosťou 10 metrov za sekundu, čo nie je veľké množstvo energie, ale niekoľko zariadení umiestnených a spojených do reťaze by mohlo poháňať telefónny stožiar, hovorí Drake. Približne milión telekomunikačných veží na celom svete sa nachádza v oblastiach so slabým alebo žiadnym pripojením k elektrickej sieti. Preto sa v súčasnosti spoliehajú na napájanie dieselovými generátormi.

V súčasnosti telekomunikačný priemysel hľadá ekologickejšie alternatívy, medzi ktoré by mohli patriť aj turbíny, ako je tá od Icewind. „Vedeli sme, že sa to okamžite hodí,“ hovorí Drake. Každá turbína stojí v súčasnosti približne 8000 dolárov a firma plánuje dodať prvé komerčné zariadenia zákazníkom tento rok. Nové technológie by dokonca mohli zmeniť spôsob, akým sa konštruujú konvenčné, superveľké trojlopatkové turbíny.

Tieto stroje, najmä tie, ktoré sú umiestnené na mori, dosahujú obrovské rozmery, pričom najvyššia turbína má výšku takmer 300 metrov v gondole – mieste, kde sa stretávajú tri lopatky. Táto impozantná výška je výhodná vzhľadom na to, že vo väčších výškach býva vietor silnejší, čo zvyšuje výrobu elektrickej energie. Rozmery týchto obrov však spôsobujú problém, pretože veže turbín sa čoraz ťažšie stavajú a prepravujú. Sú tiež veľmi ťažké. Tradičné materiály na výrobu veží si vyžadujú špeciálne zosilnenie pre najväčšie turbíny. „Hmotnosť samotnej konštrukcie sa stáva problémom,“ uvádza Otto Lundman, spoluzakladateľ a výkonný riaditeľ Modvion.

Jeho firma vyvinula spôsob výroby veží turbín z úplne iného materiálu: dreva. Konkrétne z vrstveného dyhového reziva. „Je to niečo ako veľkoplošná preglejka,“ uvádza Lundman. Tieto vrstvy dreva zlepené dohromady sú robustné napriek tomu, že majú aj relatívne nízku hmotnosť, čo umožňuje konštrukciu veží, ktoré sú približne o 30% ľahšie ako tradičné verzie. Prístup Modvionu spočíva v stavbe modulárnych veží vo forme kruhových sekcií, ktoré sa dajú ľahko prepraviť a potom na stavbe ukladať na seba.

Spoločnosť má 34 zamestnancov a doteraz získala finančné prostriedky vo výške 18,8 milióna eur. Na trhu s veternou energiou je obrovský dopyt po materiáloch, ktoré by mohli umožniť výstavbu ešte väčších turbín, poznamenáva Cochrane: „Vo všeobecnosti je to cesta, ktorou sa priemysel uberá.“ Podľa neho sú modulárne prístupy na báze dreva pripravené na to, aby podporili ambície tohto odvetvia.

Hoci drevo v zásade pohlcuje uhlík, udržateľnosť tohto starobylého stavebného materiálu a biodiverzita zalesnených oblastí závisí od zodpovedných lesníckych postupov, ku ktorým sa podľa Lundmana Modvion zaviazala. Najväčší dodávatelia spoločnosti sídlia vo Fínsku, ale jej výrobná základňa sa nachádza aj vo Švédsku. Tento rok chce firma postaviť jednu dvojmegawattovú turbínu s výškou gondoly 105 metrov. Výroba väčších turbín s drevenými vežami by sa mala začať koncom budúceho roka alebo začiatkom roka 2025.

Zdroj