Harnessing the power of wind energy
Kun on kyse puhtaasta energiasta, tuulivoimaa pidetään yhtenä luotettavimmista ja kestävimmistä vaihtoehdoista. Parantuneen teknologian ja alenevien hintojen yhdistelmän ansiosta sen käyttö on lisääntynyt viime vuosina. Ennen kuin tuulivoimasta voi tulla kannattavin vaihtoehtoinen energiamuoto, tietyt esteet on kuitenkin voitettava.
On esimerkiksi viitteitä siitä, että laajamittaiset tuulivoimapuistot voivat aiheuttaa suurta lintu- ja lepakkokuolleisuutta, ja suurten turbiinien ja tuulilapojen tiedetään vaikuttavan kielteisesti paikalliseen estetiikkaan. Onneksi nämä ongelmat johtavat innovatiivisiin ratkaisuihin, jotka tekevät tuulivoimasta entistä houkuttelevamman vaihtoehdon. Esimerkiksi espanjalainen Vortex Bladeless -niminen yritys esitteli hiljattain suunnittelemansa tuuliturbiinin, joka tuottaa sähköä ilman pyöriviä lapoja.
Turbiini ilman lapoja?
Turbiini, jota yksi suunnittelijoista kuvasi ”parsan” näköiseksi, käyttää luonnollisten tuulenpyörteiden luomaa voimaa sähkön tuottamiseen. Periaatteessa, jos laitat esineen tuulen tielle, se luo aaltoilevan pyörteen esteen taakse. Rakennusinsinöörit ovat ymmärtäneet tämän jo jonkin aikaa, ja he ovat suunnitelleet korkeita rakennuksia ja rakenteita (kuten Burj Khalifa) joko kestämään tai kanavoimaan niitä. Vortex Bladeless puolestaan suunnitteli turbiininsa hyödyntämään tätä vaikutusta.
Ohut, kartion muotoinen turbiini on valmistettu hiilikuidusta ja lasikuidusta, ja sen moottori on pohjassa. Tämä rakenne varmistaa, että tuulen pyörre pyörii synkronisesti koko kartiota pitkin, mikä saa sen värähtelemään edestakaisin ja tuottamaan mekaanista energiaa moottorista… Suunnittelijat asensivat pohjaan myös magneettirenkaan, joka antaa pyörimiselle vauhtia tuulen nopeudesta riippumatta.
Vortex Bladeless -prototyyppiä testataan kentällä. Luotto: indiegogo.com
Terätön muotoilun edut
Vortexin muotoilussa on monia etuja. Ensinnäkin se on halvempi valmistaa kuin nykyiset tappipyöräturbiinit. Se on myös halvempi ylläpitää, koska suunnittelussa ei ole kitkaa liikkuvien osien välillä. Se on myös täysin äänetön, ja linnut voivat lentää niiden ympärillä ilman pelkoa siitä, että lavat imevät ne sisäänsä tai pilkkovat ne palasiksi.
Luonnollisesti on niitä, jotka suhtautuvat epäilevästi tällaisen rakenteen tehokkuuteen – mikä on yleinen seikka aina, kun uusi vaihtoehtoinen energiamuoto otetaan käyttöön. Vortexin suunnittelijat kuitenkin vakuuttavat, että heidän turbiininsa on mallinnettu laskennallisesti, testattu tuulitunnelissa ja että he ovat jo suorittaneet prototyyppikokeita 100 W:n Vortex Atlantis -mallilla.
Säätiöiden perustajat väittävät lisäksi, että heidän Vortex Mininsä – 13-metrinen (42 jalkaa), 4 KW:n suuruinen malli – voi ihanteellisissa olosuhteissa ottaa talteen jopa 40 % tuulen tehosta. Kenttäkokeiden perusteella he myöntävät, että vaikka Mini on 30 prosenttia tehottomampi kuin tavanomaiset tuuliturbiinit, tätä puutetta kompensoi se, että samaan tilaan voidaan sijoittaa kaksinkertainen määrä Vortex-turbiineja potkuriturbiiniin verrattuna.
He aikovat lähikuukausina ottaa käyttöön sekä Atlantis- että Mini-mallit kehitysmaiden yksityiskoteihin tai pieniin rakennelmiin, kuten radioantenneihin. Vuoteen 2018 mennessä he toivovat saavansa valmiiksi Vortex Grandin, 150 metriä korkean version Bladelessista (joka on kooltaan verrattavissa tavanomaisiin turbiineihin), joka pystyy tuottamaan 1 MW:n tehon.
Taiteilijan konsepti Wind Stalksin kentästä, taustalla näkyy Dubain horisontti. Luotto: atelierdna.com
Muut tuuli- ja turbiiniteknologian innovaatiot
Ei tämä tietenkään ole ainoa esimerkki innovatiivisesta uudesta turbiiniteknologiasta, joka on syntynyt viime vuosina. Aiemmin tänä vuonna ranskalainen New Wind -yritys esitteli vallankumouksellisen idean Wind Tree -konseptillaan. Vain 11 metriä korkea ja hyvin aidon puun näköinen Wind Tree kantaa 72 pystyakselista mikroturbiinia, jotka hyödyntävät lempeämpiä tuulia sähköntuotantoon.
Vuonna 2010 newyorkilainen suunnittelutoimisto Atelier DNA ehdotti myös vallankumouksellista konseptia, joka tunnetaan nimellä Wind Stalk. Konsepti on suunniteltu käytettäväksi Arabiemiraattien Masdar City -hankkeessa, ja siihen kuuluu 203 hiilikuidusta valmistettua 55 metriä korkeaa varsiosaa, jotka on ankkuroitu betonialustaan. ja liitetty maanalaisiin vääntömomenttigeneraattoreihin. Kun tuuli puhaltaa, varret liikkuvat, jolloin generaattorit tuottavat sähköä.
Vortex Bladeless aloitti työskentelyn suunnittelunsa parissa vuonna 2010, ja se on jo kerännyt miljoona dollaria yksityistä pääomaa ja valtion rahoitusta Espanjassa, Rahoittaakseen tuotteensa kaupallista kehittämistä Yhdysvalloissa he käynnistivät äskettäin joukkorahoituskampanjan Indiegogossa. Vain 12 päivän jälkeen he ovat keränneet jo yli 55 209 Yhdysvaltain dollaria (alkuperäisestä 50 000 dollarin tavoitteesta).
Näiden kaltaiset innovaatiot johtavat tuulivoiman vallankumoukseen ja eräisiin hyvin optimistisiin arvioihin sen käyttöönotosta. Vuonna 2014 energiaministeriö arvioi, että vuoteen 2050 mennessä tuulivoiman osuus Yhdysvaltain sähköntuotannosta voisi olla jopa 35 prosenttia. Vielä optimistisempi arvio tuli Global Wind Energy Councililta ja Greenpeace Internationalilta. Yhdessä ne julkaisivat vuonna 2014 raportin, jossa todettiin, että tuulivoiman osuus maailman sähköntarpeesta voisi olla jopa 25-30 prosenttia vuoteen 2050 mennessä.
Pienimittakaavaista, lapatonta tuulivoimaa kuluttajat selvästi haluavat! Ja ajan myötä, yhdistettynä aurinkoenergiaan, ne voisivat tuottaa reilusti yli puolet maailman energiantarpeesta.
Onko ideoita siitä, miten vaihtoehtoisia energiamuotoja voitaisiin parantaa? Siirry sitten Launch Your Challenge -sivulle ja valmistaudu vaikuttamaan!