Nowe latawce do produkcji energii elektrycznej rewolucjonizują energetykę wiatrową
Technologia turbin wiatrowych znacznie się rozwinęła, ale nie wykorzystuje silnego wiatru, który wieje w wysokich warstwach atmosfery. Wykorzystanie tych wiatrów na dużej wysokości mogłoby zaspokoić krytyczne potrzeby energetyczne naszej planety i obniżyć koszty energii. W ramach finansowanego przez UE projektu NEXTWIND (Harvesting airborne wind energy using rigid kites) opracowano technologię, która może zrewolucjonizować energetykę wiatrową. Ta nowa, przypominająca latawiec turbina wiatrowa wytwarza energię odnawialną w przyjazny dla środowiska, bezpieczny i przystępny cenowo sposób. Kolejnym krokiem było opracowanie planu przyciągnięcia nowych inwestorów i wprowadzenia rozwiązania na rynek komercyjny. Przeniesienie energii wiatrowej na wyższy poziom Na dużych wysokościach wiatr jest znacznie silniejszy i wieje bardziej równomiernie w porównaniu z wysokością, na jakiej znajduje się wierzchołek tradycyjnego dużego wiatraka. Partnerzy projektu z powodzeniem zademonstrowali autonomiczną pracę turbiny latawcowej o mocy 30 kW w środowisku operacyjnym na własnym stanowisku badawczym. Latawiec wznosi się na wysokość kilkuset metrów, a nawet kilometra, gdzie z łatwością może zebrać dostępne tam ogromne ilości energii. W pełnej skali latawiec może szybować na wysokość nawet 1500 metrów. W jaki sposób latawiec NEXTWIND zmienia technologię wiatrową? Nowy typ latającej turbiny wiatrowej Kitemill może sprawić, że energia wiatrowa będzie łatwiej dostępna i tańsza w wielu odległych lokalizacjach. W przeciwieństwie do obecnych turbin wiatrowych latawiec Kitemill nie wymaga stosowania ciężkich konstrukcji. Istnieją trzy główne zalety systemu latawcowego, które sprawiają, że jego konstrukcja jest lepsza niż konwencjonalnych turbin wiatrowych: osiąga on większe wysokości, zużywa mniej materiału i jest bardziej efektywny aerodynamicznie. System składa się z samego latawca, stacji naziemnej, systemu sterowania oraz systemu pionowego startu i lądowania. Wykorzystanie tego ostatniego systemu decyduje o wyjątkowości latawca Kitemill. Latawiec generuje aerodynamiczną siłę nośną, która jest przenoszona na siły rozciągające wewnątrz liny. Lina jest połączona z bębnem sprzężonym z generatorem ziemnym, w którym wytwarzana jest energia elektryczna. System sterowania natomiast pilotuje latawiec po z góry określonym, spiralnym torze lotu. Cała konstrukcja turbiny latawcowej waży zaledwie 10% tego co konwencjonalna turbina wiatrowa, a dodatkowo możliwe jest nawet dwukrotne wydłużenie efektywnego czasu pracy urządzenia ze względu na charakter wiatrów na dużych wysokościach. Ekologiczna i tania alternatywa dla oleju napędowego Latawiec NEXTWIND idzie o krok dalej niż tradycyjne turbiny wieżowe. Imponujący jest fakt, że może on produkować energię przy współczynniku wydajności przekraczającym 50%. Jeszcze ważniejszy jest poziom kosztów energii, będący kluczowym wskaźnikiem całkowitego kosztu wytwarzania energii. Biorąc pod uwagę coraz surowsze przepisy dotyczące emisji dwutlenku węgla, instalacje wytwarzające energię ze źródeł odnawialnych, w tym alternatywne źródła energii poza siecią, rozwijają się w szybkim tempie. Zaawansowana technologia latających turbin wiatrowych firmy Kitemill może zastąpić olej napędowy w systemach nieprzyłączonych do sieci energetycznych lub posiadających do nich ograniczony dostęp. Kierownik projektu Thomas Hårklau podkreśla: „Porównanie agregatów wysokoprężnych, konwencjonalnych turbin wiatrowych i turbin latawcowych pokazuje, że te ostanie mogą obniżyć poziom kosztów energii do 60% pomimo niedopracowania technologii i wyższych kosztów kapitałowych”. Ponadto, podczas gdy zmiana umiejscowienia konwencjonalnej turbiny wiatrowej wymaga nawet 10 dużych ciężarówek i uciążliwego demontażu, turbiny latawce mogą być przemieszczane w łatwy sposób i nie są stałym elementem krajobrazu. Zmniejsza to ryzyko zaprzestania użytkowania turbiny, a także zwiększa możliwości finansowania powiązanych projektów. Firma Kitemill chce odegrać ważną rolę w budowie społeczeństwa bezemisyjnego. „Energia wytworzona w trakcie eksploatacji latawcowej turbiny wiatrowej znacznie przewyższa ilość energii użytej do jej budowy”, wyjaśnia kierownik projektu Thomas Hårklau. Konferencja Airborne Wind Energy Conference, która odbyła się we Fryburgu w 2017 r., była dla branży ważną okazją do zebrania i przedyskutowania potencjału latających systemów energii wiatrowej. W tym kontekście partnerzy projektu przeanalizowali również pozostałe wyzwania związane z komercjalizacją tej nowej technologii energetycznej w celu uczynienia jej atrakcyjnym rozwiązaniem w przypadku zastosowań o małej skali.
Słowa kluczowe
NEXTWIND, energia elektryczna, Kitemill, energia wiatrowa, latająca turbina wiatrowa, wiatry na dużej wysokości
