Energia wiatrowa na małą skalę dla każdego: Nowe turbiny działają z prędkością zaledwie 2,7 m/s

Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research IAP i BBF Group z siedzibą w Berlinie zaprezentowały pierwsze lekkie prototypy nowo opracowanej małej turbiny wiatrowej. Ich wspólny projekt badawczy ma na celu opracowanie wysoce wydajnych turbin dla regionów o niskiej prędkości wiatru, co stanowi kluczowy kamień milowy w rozwoju zdecentralizowanych rozwiązań energetycznych.

Nowe małe turbiny wiatrowe zaczynają działać przy prędkości wiatru wynoszącej zaledwie 2,7 metra na sekundę - znacznie wcześniej niż typowe modele komercyjne, które zwykle wymagają około 4 m/s. Przy prędkości 10 m/s wirniki osiągają do 450 obrotów na minutę, generując około 2500 watów mocy. Przy poziomie hałasu wynoszącym zaledwie 40 decybeli, podobno nie są one głośniejsze niż domowa lodówka. Ich sprawność na poziomie 53% jest niezwykle zbliżona do teoretycznego maksimum wynoszącego 59%.

Kluczowym czynnikiem stojącym za wysoką wydajnością jest lekka konstrukcja łopat wirnika, wykonanych z kompozytów włóknistych o pustej strukturze i bez piankowego rdzenia. Taka konstrukcja umożliwia naukowcom zmniejszenie masy łopatek nawet o 35%. Komponenty są wytwarzane przy użyciu przemysłowego druku 3D i zautomatyzowanego systemu umieszczania włókien (AFP), który zapewnia precyzyjne układanie pasków włókien przy jednoczesnym zminimalizowaniu nakładania się materiału.

Możliwe zastosowania

Kompaktowa konstrukcja i niska waga sprawiają, że nowe małe turbiny wiatrowe nadają się do szerokiego zakresu zastosowań. Dzięki prędkości startowej wynoszącej zaledwie 2,7 m/s, są one idealne dla regionów o ograniczonym wietrze, gdzie konwencjonalne systemy często nie są ekonomicznie opłacalne. Stanowią one również obiecującą opcję jako dodatkowe źródło energii dla prywatnych gospodarstw domowych.

Lekkie turbiny szczególnie dobrze nadają się do odległych obszarów bez niezawodnego dostępu do sieci, takich jak górskie domki, stacje badawcze lub społeczności wyspiarskie. Ich kompaktowa konstrukcja sprawia, że są one również praktycznym i zrównoważonym źródłem energii dla pomocy w przypadku katastrof i operacji mobilnych, zapewniając zasilanie laboratoriom polowym i schroniskom.

Według Fraunhofera, jedną z głównych zalet nowych małych turbin wiatrowych jest to, że generalnie nie wymagają one pozwolenia na budowę. W większości przypadków wystarczy powiadomić lokalne władze budowlane przed instalacją. Oczekuje się, że w dłuższej perspektywie prototypy przyczynią się do rozwoju zdecentralizowanych wysp energetycznych, które łączą energię słoneczną, magazynowanie baterii i małe systemy wiatrowe - tworząc samowystarczalne źródło energii, które jest bardziej odporne na wahania pogody i wspiera lokalną transformację energetyczną.

Obecnie testowanych jest pięć prototypów

Do BBF Group dostarczono łącznie pięć prototypów, które zostaną zainstalowane w różnych lokalizacjach w celu przetestowania ich wydajności w różnych warunkach i na różnych wysokościach. Nadal nie wiadomo, kiedy małe turbiny wiatrowe wejdą do masowej produkcji i staną się dostępne do użytku prywatnego i komercyjnego.