Dokáží robotičtí draci překonat větrné turbíny?

Výrobní kapacita solárních, větrných a vodních elektráren závisí především na počasí, jakému musí čelit. Se stále častějšími klimatickými výkyvy zapříčiněnými globálním oteplováním je proto těžší vytěžit z dostupných obnovitelných zdrojů maximum energie. Nákladná a nemovitá infrastruktura, jež udržuje elektrárny v chodu, tak představuje kotvu, která panely, turbíny nebo hráze drží na jednom místě, i když už třeba podmínky pro výrobu elektřiny nejsou ani zdaleka ideální. Holandská společnost Ampyx Power proto věří, že budoucnost obnovitelných zdrojů bude patřit lehkým a malým zařízením, jejichž instalace bude otázkou hodin spíše než dnů a týdnů.

Vize podstatně levnější technologie, která by dokázala využívat udržitelné energie větru bez velkých stavebních a přírodních zásahů se v mysli Pima Breukelmana, zakladatele společnosti Ampyx Power, zrodila už kolem roku 2010. Společně s týmem techniků z Technické univerzity v Delftu začal revolučnímu nápadu dávat konkrétní obrysy. Ideálním konceptem, který mohl naplnit jejich představy o nízkonákladovém řešení, se stal autonomní drak, který za pomoci přistávací stanice a lana dokáže vyrobit stejné množství energie jako nesrovnatelně rozměrnější větrná turbína.

E.ON RÁDCE: JAK FUNGUJE VĚTRNÁ ELEKTRÁRNA?

1
Vizualizace autonomního draka společnosti Ampyx Power

Po technické stránce se jedná o poměrně jednoduchý koncept. Breukelman vycházel z faktu, že u větrné turbíny jsou nejefektivnějšími částmi rotoru úplné konce listů. Tuto relativně malou plochu proto převedl do podoby mechanizovaného draka, který krouží po obloze na obdobné (dvojité) kruhové dráze. Kotevní lano s navijákem obsahuje generátor, který tah draka převání na elektrickou energii.

Hlavní předností tohoto systému je především minimální mechanická infrastruktura, která spotřebovává o 90 % méně materiálů při zachování obdobného výkonnostního potenciálu, což pochopitelně dramaticky snižuje počáteční poměr ceny a vyrobené elektřiny. Inženýři navíc počítají s uplatněním draků v řádově větších výškách, až 800 metrů, kde je vzdušné proudění stabilnější a rychlejší. Vysoko v oblacích se tak draci mohou uplatnit i na místech, kde to pro prozatím nebylo možné třeba kvůli členitému terénu.
 


Ukázka krouživého letu draka Ampy Power

Vítr v takové výšce v průměru dosahuje rychlosti čtyřiceti metrů za sekundu, což je zhruba osminásobek průměrného proudění na povrchu. To by mělo potenciál energie vytěžené z ostrého větru teoreticky navýšit až 512krát. Řidší atmosféra ale takto odvážné prognózy nejspíš nepotvrdí, nárůst výkonu ale může být pořád velmi znatelný.

Draci pochopitelně nejsou obyčejnými hračkami pro děti, ale sofistikovanými drony plnými senzorů a ovládacích systémů. Mohou tak přizpůsobit aktuální letovou výšku počasí nebo rychlosti větru, popřípadě přistát na kotevní plošině. Taková elektrárna by měla být schopna pracovat zcela samostatně v relativně mobilní formě. Jako ideální případ nasazení se tak jeví oblasti postižené živelnou pohromou, která ochromila tamní rozvodnou síť. Samostatná jednotka pak může fungovat nezávisle a zásobovat energií jednotlivé usedlosti na odlehlých místech, které si musí zdroj energie obstarat po svém.

E.ON RÁDCE: JAK FUNGUJE VĚTRNÁ ELEKTRÁRNA?

I přes předpovídané superlativy má koncept hned několik Achillových pat, na které konstruktéři narazí v procesu testování. Hlavní se jeví použití materiálů, které by námahu vysokorychlostních poryvů větru a všech klimatických vlivů dlouhodobě zvládaly. Otázkou také zůstává, jak se v okolí elektráren bude omezovat letecký provoz. Vyznačení potřebných bezletových zón je tak nutností pro jejich bezpečné fungování bez zásahů okolních nadšenců s drony a omezení letecké dopravy.

draci
Vizualizace použití systému Ampy Power na moři

Ampyx Power se připravuje na testovací fázi projektu, která by se s třetí generací prototypu AP3 měla začít testovat v Irsku do roku 2020. Nejnovější model by měl dosahovat výkonu 250kW ve výškách do necelých 500 metrů. Současná technika je stavěná na výrobu elektřiny do rychlosti 25 metrů za sekundu, ale reálná data o možnostech prototypu budou známa až po začátku testovacího provozu.

Je těžké odhadnout, jestli se drakovi AP3 podaří naplnit nesmělá očekávání jeho konstruktérů a zapříčinit revoluci na poli udržitelné energetiky. I kdyby ale systém fungoval jen z poloviny tak dobře, jak se očekává, mohl by se stát volbou číslo jedna pro místa, kde jsou s dostupností elektrické energie dlouhodobé problémy jako například v rozvojových zemích. Při započtení řádové úspory nákladů by se mohl během několika let stát nenápadnějším základním kamenem nové generace obnovitelné energetiky než předcházející „bíle lesy“ s typickým elektronickým bzučením tradičních větrných turbín.

Témata:

Doporučujeme

Další
Tel Aviv se stává evropským Silicon Valley. Start-upy v jeho vodách loví i česká Škoda Auto