Nowa technologia energetyki wiatrowej

Trudność w znalezieniu odpowiedniej lokalizacji dla farm wiatrowych z nieustannym i stabilnym dopływem wiatru oznacza, że wiele turbin nie pracuje z optymalną wydajnością. Z perspektywy estetycznej, farmy wiatrowe są postrzegane jako element szpecący krajobraz.

Sposobem na bardziej efektywne wykorzystanie energii wiatrowej mogą być pływające dalekomorskie turbiny wiatrowe, takie jak opracowano w projekcie DEEPWIND. Wykorzystują one silniejsze i mniej kapryśne wiatry wiejące na otwartym morzu. Stosowana obecnie technologia morska opiera się w dużej mierze na technologii lądowej, pomimo ogromnych różnic, jakie występują w warunkach i środowisku. Inicjatywa "Future deep sea wind turbine technologies" (DEEPWIND) to czteroletni projekt, który otrzymał dofinansowanie ze środków siódmego programu ramowego UE (7PR). Celem projektu DEEPWIND jest opracowano specjalnej nowatorskiej technologii energii wiatrowej, o niższych kosztach niż aktualnie stosowane elektrownie morskie.

Prace projektowe i optymalizacyjne usprawniono, tworząc specjalnie opracowane narzędzie do projektowania turbin wiatrowych z myślą o skuteczniejszym i bardziej opłacalnym zastosowaniu koncepcji DEEPWIND w warunkach dalekomorskich, składającej się z 2-łopatkowego wirnika Darrieusa oraz długiej tyki zanurzonej głęboko w wodzie. Zestaw do modelowania aeroelastycznego łączy wyniki badań prowadzonych na głównych częściach konstrukcji i oblicza wpływ obciążeń zewnętrznych na turbinę wiatrową, platformę pływającą układ przenoszenia mocy oraz obciążenia przenoszone przez dno morskie poprzez system cumowniczy. Zespół opracował także kod komputerowy dla procesu kształtowania ciągłego łopat, generatora i sprzęgła turbiny wiatrowej, a także symulator sterowania turbiną. Wyniki opublikowano w licznych pismach naukowych i sprawozdaniach z konferencji.

W projekcie DEEPWIND powstał prototyp 1-kilowatowej (kW) turbiny potwierdzający koncepcję w zbliżonych do rzeczywistych warunkach pracy oraz w warunkach kontrolowanych laboratorium oceanicznego i tunelu aerodynamicznego. System monitorowania dostarczył danych na temat ruchu komponentów obrotowych i części zanurzonych. Naukowcy przystąpili do analizy układów przenoszenia mocy, cumowania i komponentów absorpcji momentu obrotowego dopasowanych do warunków środowiskowych, takich jak wiatr, fale i prądy.

Jednocześnie zespół pracował nad 20-megawatowym (MW) projektem odniesienia, opartym na rozwinięciu koncepcji o mocy 5 MW do turbiny o mocy 20 MW.

Wyniki projektu DEEPWIND prezentowano w serwisach informacyjnych oraz podczas różnych konferencji, co zaowocowało stworzeniem nowego wątku w temacie instalacji dalekomorskich i pływających w ramach konferencji Europejskiego Stowarzyszenia Energetyki Wiatrowej. Wyniki projektu DEEPWIND wskazują, że silne wiatry na dalekim morzu są lepiej tolerowane niż w przypadku aktualnie stosowanych turbin z osią poziomą oraz że koncepcja ta znajduje ważną niszę i już wkrótce może trafić na rynek.