Amerika připravuje gigantickou větrnou turbínu s výkonem 50MW


Sdílejte:

Spojené státy americké se dosud zříkaly rozvoje příbřežních větrných elektráren, a poněkud tím zaspaly dobu. Do roku 2016 však nastoupily s nečekanou energií a smělými plány. 

Hned v lednu představili vědci z USA projekt obří exa-turbíny (extreme-scale, exascale), která může posunout celý dosavadní koncept příbřežních větrných elektráren na novou úroveň.

Platí to, co vždy: když už nemůžete vymyslet nic nového a originálního, udělejte to samé v mnohem větším měřítku. A to se zatím Američanům daří na výbornou. 

Výzkumný projekt Segmentovaného ultralehkého rotoru (Segmented Ultralight Morphing Rotor, SUMR) štědře dotovaný tamním Ministerstvem energetiky v rámci projektu ARPA-E, usiluje o něco, co se ani s pořádnou dávkou fantazie nedá považovat za skromné dílo. 

Výsledkem společného bádání státních laboratoří, technologických institutů a pěti univerzit nemá být nic menšího než turbína s výkonem 50 MW. To je zhruba 20x víc, než kolik mají dnešní nejběžnější větrné turbíny. K tomu je ale zapotřebí, aby listy rotoru byly delší více než 200 metrů. 

Představte si dvě fotbalová hřiště za sebou a ještě posezení pro hráče na střídačce. Takové listy by vlastně byly jeden a půl krát delší než cokoliv, co zatím bylo pro větrnou energetiku zkonstruováno. 

Na vývoji extrémně velkých listů rotorů pracují vývojáři z amerických národních laboratoří Sandia a univerzit spolu s technology ze Siemens AG a Vesta Wind Systems. A podle všech signálů to s 50 MW giganty myslí vážně.   

Práce to není právě snadná, protože důvodů, proč dosud nemáme listy rotorů s velikostí dvou fotbalových hřišť, je celkem dost. Například po stránce odolnosti materiálu, možného zatížení konstrukce a samotné instalace takových obrů máme ještě značné mezery. 

„Konvenčně užívané rotory většího měřítka je prostě problém vyrobit, přepravit i smontovat,“ říká Todd Griffith, který navrhuje ohromné listy rotorů pro laboratoře Sandia. „Narážíme tu i na ekonomický strop projektů. Jenže exa-turbíny jsou jednoduše tak moc velké, že jejich výkon ekonomický strop bourá.“

Většina amerických větrných elektráren se výkonem řadí mezi 1-2 MW, s délkou listů rotoru okolo padesáti metrů. Největší komerčně dostupné modely se dnes pohybují v měřítku 80 metrů a s výkonem okolo 8 MW. 

Laboratoře Sandia už dříve vyrobily několik pokusných 13MW systémů se 100 metrů dlouhými listy rotorů, a sám Griffith tehdy předpokládal, že limit možností bude někde u 15 MW. 

Takové listy už jsou nesmírně těžké, objemné, a jejich hmotnost je přímo vztažena k ceně. Gravitační zatížení, požadavky bezpečnosti, to vše dělalo z větších listů rotoru nereálný projekt. 

Proč tedy Griffith změnil názor? Projekt SUMR je totiž vším jiným, než konvenčním. Inspiruje se totiž přírodou a tím, jak se například listy palem vyrovnávají s hurikány. 

Nestaví se jim do cesty jako překážka, ale vanou spolu s nimi. Stejně tak listy rotoru SUMR by měly být „povolné“, a díky své segmentované povaze by se měly v případě extrémních větrů vychýlit z kolmé osy. 

Listy SUMR se skládají z válcových skořepin, které zajišťují pružnost, a opěrných částí, které dodávají tuhost. Ve výsledku pak toto uspořádání výrazně snižuje hmotnost stanovenou pro vyztužení čepele snížením tlaku na lopatky. 

V praxi by pak dokázala taková exa-turbína odolat i hurikánům vanoucím ničivou silou 300 kilometrů v hodině. SUMR je díky modulární povaze možné rozebrat do kontejnerů a přepravit na místo několika kamiony. 

Nejedná se o žádný nadměrný náklad, a celý systém může být sestaven dohromady přímo na lokalitě během několika dní. SUMR se prostě může stát novou cestou k větrným elektrárnám extrémních rozměrů.

Témata:
Sdílejte:

Doporučujeme

Pro 20 nejrychlejších máme vstupenku zdarma na veletrh GO/REGIONTOUR v Brně