Tanie i dobre morskie turbiny wiatrowe

Przenoszenie większych turbin na głębsze wody stanowi kolejny duży krok w produkcji morskiej energii wiatrowej. Z końcem 2012 roku wydajność zainstalowanych turbin wynosiła 5 gigawatów, a mogłaby być 8 razy większa do 2020 roku, zaspokajając 4% zapotrzebowania Europy na energię elektryczną. Jednak trudniejsze warunki środowiskowe wymagają alternatywy dla konwencjonalnych projektów, w celu zapewnienia ich niezawodności i wydajności kosztowej.

W ramach finansowanego ze środków UE projektu "Innovative wind conversion systems (10-20MW) for offshore applications" (INNWIND.EU) partnerzy badają i przedstawiają nowe projekty turbin o mocy 10-20 MW oraz ich komponentów. Ponadto opracowują oni również nowe metodologie oceny projektów innowacyjnego podsystemu i systemu turbiny.

Aby uzyskać postęp wykraczający poza obecny stan techniki, projekt INNWIND.EU koncentruje się na lekkich wirnikach zdolnych do przystosowywania się do panujących warunków i stanowiących połączenie aktywnej i biernej kontroli przepływu oraz nowych koncepcji konstrukcyjnych. Innym obszarem zainteresowania jest standardowa, zintegrowana wieża przeznaczona do produkcji masowej oraz fundament upraszczający i ujednolicający dynamiczną charakterystykę konstrukcyjną turbiny na wodach o różnej głębokości. Projekt INNWIND.EU stanowi również odejście od konwencjonalnych generatorów bezpośredniego napędu, wprowadzając nowe projekty ograniczające masę konstrukcji.

Jak dotąd uczestnicy projektu zdefiniowali wzorcową turbinę wiatrową o mocy 10 MW stanowiącą podstawę do oceny wszystkich innowacji związanych z turbiną i jej komponentami. Odpowiednie kluczowe wskaźniki wydajności powinny wyznaczać jej rozwój poprzez ukierunkowanie na zmniejszenie kosztów wytwarzania energii.

Zespół dokonał oceny nowych koncepcji aerodynamicznego wirnika przeznaczonego do pracy na morzu. Należą do nich warianty projektowe łopat z wysokim wyróżnikiem szybkobieżności oraz wirników zbudowanych z dwóch i trzech łopat o niskim współczynniku wypełnienia oraz niską wartością zasysania.

Przedstawiono propozycje odpowiednich projektów nadprzewodnikowych generatorów o napędzie bezpośrednim oraz magnetycznych generatorów o napędzie pseudobezpośrednim, przeznaczonych do integracji w ramach architektury turbiny wiatrowej o mocy 10 MW. Te lekkie generatory napędu bezpośredniego zostaną poddane walidacji z wykorzystaniem prototypów. Zespół dokonuje również obecnie oceny projektów stalowej konstrukcji nośnej osłony opartej na czterech filarach oraz konstrukcji pływającej.

Projekt INNWIND.EU powinien zapewnić istotny wgląd w rozwój dużych, morskich farm wiatrowych położonych na głębokich wodach. Ustalenia poczynione w ramach projektu utorują drogę dla znacznie wyższych mocy zainstalowanych urządzeń i pozyskiwania większej ilości energii elektrycznej w porównaniu z tymi, które są zakładane przy wykorzystaniu obecnie istniejących technologii.