Harnessing the power of wind energy
When it comes to clean energy, wind power is considered one of the most reliable and sustainable alternatives. A dzięki połączeniu ulepszonej technologii i malejących cen, jej wykorzystanie wzrosło w ostatnich latach. Jednak zanim wiatr stanie się najbardziej opłacalną formą energii alternatywnej, należy pokonać pewne bariery.
Na przykład, istnieją pewne przesłanki, że farmy wiatrowe na dużą skalę mogą powodować wysoki poziom śmiertelności ptaków i nietoperzy, a duże turbiny i łopaty wiatrowe mają negatywny wpływ na lokalną estetykę. Na szczęście problemy te prowadzą do innowacyjnych rozwiązań, które sprawiają, że energia wiatrowa staje się jeszcze bardziej atrakcyjną opcją. Na przykład hiszpańska firma Vortex Bladeless niedawno zaprezentowała swój projekt turbiny wiatrowej, która generuje energię elektryczną bez konieczności stosowania łopat wirujących.
Turbina bez łopat?
W tym, co jeden ze współprojektantów opisał jako wyglądające jak „szparagi”, turbina wykorzystuje siłę tworzoną przez naturalne wiry wiatru do generowania energii elektrycznej. Zasadniczo, jeśli umieścisz obiekt na drodze wiatru, stworzy on falujący wir za barierą. Inżynierowie budowlani zrozumieli to już jakiś czas temu i zaprojektowali wysokie budynki i konstrukcje (takie jak Burj Khalifa) tak, aby je wytrzymywały lub odprowadzały. Vortex Bladeless, z drugiej strony, zaprojektował swoją turbinę, aby wykorzystać ten efekt.
Cienka, stożkowata turbina wykonana jest z włókna węglowego i włókna szklanego z silnikiem na dole. Taka konstrukcja zapewnia, że wir wiatru obraca się synchronicznie wzdłuż całego stożka, co powoduje jego oscylacje tam i z powrotem oraz generuje energię mechaniczną z silnika. Projektanci zamontowali również pierścień magnesów u podstawy, aby zwiększyć rotację, niezależnie od prędkości wiatru.
Prototyp Vortex Bladeless testowany w terenie. Credit: indiegogo.com
Wady konstrukcji bezłopatkowej
Istnieje wiele zalet konstrukcji Vortex. Na początek, jest on tańszy w produkcji niż obecne turbiny z kołem zębatym. Jest również tańsza w utrzymaniu, ponieważ nie ma w niej tarcia pomiędzy ruchomymi częściami. Jest również całkowicie bezgłośna, a ptaki mogą latać wokół niej bez obawy, że zostaną wessane lub pocięte na kawałki przez łopaty.
Naturalnie, są tacy, którzy są sceptyczni co do wydajności takiego projektu – co jest częstym punktem, gdy nowa forma alternatywnej energii jest wprowadzana. Jednakże projektanci Vortexa upierają się, że ich turbina została obliczeniowo wymodelowana, przetestowana w tunelu aerodynamicznym i przeprowadzili już testy prototypu przy użyciu Vortexa Atlantis, modelu o mocy 100 W.
Założyciele twierdzą ponadto, że ich Vortex Mini – 13-metrowy (42 stopy), 4 KW model – może przechwycić do 40% mocy wiatru w idealnych warunkach. Na podstawie testów terenowych przyznają, że chociaż Mini jest o 30% mniej wydajny niż konwencjonalne turbiny wiatrowe, to ten mankament jest rekompensowany przez fakt, że można umieścić dwa razy więcej turbin Vortex na tej samej przestrzeni co turbiny śmigłowe.
W najbliższych miesiącach planują wdrożyć zarówno model Atlantis, jak i Mini do domów prywatnych w krajach rozwijających się lub małych konstrukcji, takich jak anteny radiowe. Do 2018 roku, mają nadzieję zakończyć prace nad Vortex Grand, 150-metrową wersją Bladeless (która jest porównywalna wielkością do konwencjonalnych turbin), która będzie w stanie wygenerować 1 MW mocy.
Artystyczna koncepcja pola Wind Stalks, z linią horyzontu Dubaju widoczną w tle. Credit: atelierdna.com
Inne innowacje w technologii wiatrowej i turbinowej
Oczywiście, nie jest to jedyny przykład innowacyjnej nowej technologii turbinowej, która pojawiła się w ostatnich latach. Na początku tego roku, francuska firma New Wind zaprezentowała rewolucyjny pomysł z ich koncepcją drzewa wiatrowego. Stojąc na wysokości zaledwie 11 metrów i wyglądając bardzo podobnie do prawdziwego drzewa, pojedyncze Drzewo Wiatrowe obsługuje 72 mikroturbiny o pionowej osi, które wykorzystują łagodniejsze wiatry do generowania energii elektrycznej.
W 2010 roku nowojorska firma projektowa Atelier DNA również zaproponowała rewolucyjną koncepcję znaną jako Wind Stalk. Zaprojektowana do użytku w projekcie Masdar City w Zjednoczonych Emiratach Arabskich, koncepcja obejmuje 203 łodygi (55 metrów wysokości i wykonane z włókna węglowego), które są zakotwiczone do betonowej podstawy i połączone z podziemnymi generatorami momentu obrotowego. Kiedy wieje wiatr, łodygi poruszają się, powodując generatory do generowania energii elektrycznej.
Vortex Bladeless rozpoczął pracę nad swoim projektem w 2010 roku i zebrał już 1 milion dolarów z kapitału prywatnego i finansowania rządowego w Hiszpanii, Aby sfinansować komercyjny rozwój swojego produktu w USA, niedawno uruchomili kampanię crowdfundingową na Indiegogo. Po zaledwie 12 dniach zebrali już ponad 55 209 USD (z ich pierwotnego celu 50 000 USD).
Innowacje takie jak te są tym, co prowadzi do rewolucji w energetyce wiatrowej, a niektóre bardzo optymistyczne oceny dla jej przyjęcia. W 2014 r. Departament Energii oszacował, że do 2050 r. energia wiatrowa może stanowić nawet 35% produkcji energii elektrycznej w USA. Jeszcze bardziej optymistyczna ocena pochodzi od Global Wind Energy Council i Greenpeace International. Wspólnie wydały one w 2014 roku raport, w którym stwierdziły, że energia wiatrowa może stanowić nawet 25 do 30% globalnego zapotrzebowania na energię elektryczną do 2050 roku.
Wyraźnie widać, że małoskalowa, bezłopatkowa energia wiatrowa jest czymś, czego chcą konsumenci! Z czasem, w połączeniu z energią słoneczną, może ona zapewnić ponad połowę światowego zapotrzebowania na energię.
Masz pomysł na to, jak można ulepszyć alternatywną energię? Następnie przejdź na stronę Launch Your Challenge i przygotuj się na zmianę!
.