Europejczycy biorą się za projektowanie turbin wiatrowych
Naukowcy z DTU Risø (Krajowe Laboratorium Zrównoważonej Energii przy Politechnice Duńskiej) i ich europejscy koledzy odkryli sposób na zaprojektowanie bardziej niezawodnej turbiny wiatrowej. Na podstawie szczegółowych pomiarów rozkładu obciążeń w 10 metrowym skrzydle turbiny wiatrowej pracującej w naturalnych warunkach, zespół jest w stanie dostarczyć precyzyjnych informacji na temat przepływu wiatru po powierzchni skrzydła turbiny wiatrowej. Badania prowadzone są w ramach dwóch, finansowanych ze środków unijnych projektów: UPWIND i TOPFARM, które uzyskały dofinansowanie odpowiednio na kwotę 14,6 mln EUR i 1,7 mln EUR. W skład zespołu pracującego pod kierunkiem Helge Aagaard Madsen i Christiana Baka z Wydziału Energii Wiatrowej DTU Risø weszli naukowcy z duńskich grup Vestas, LM Glasfiber i DONG Energy oraz z niemieckiego Siemensa. Grupa LM Glasfiber opracowała skrzydło turbiny wiatrowej wyposażone w 350 punktów pomiarowych w formie np. czujników nacisku oraz mikrofonów. Były one połączone z laboratorium pomiarowym u podstawy skrzydła turbiny wiatrowej. Norweska grupa Det Norske Veritas (DNV) sprawdziła obliczenia przeciążeniowe dla turbiny wiatrowej. Zdaniem DNV maksymalna prędkość wiatru przy której może pracować turbina wynosi 15 metrów na sekundę (m/s). Należy dodać, że doświadczenia można było prowadzić wyłącznie w czasie idealnie suchej pogody. Od późnej wiosny do późnego lata zespołowi udało się zrealizować 12 sesji pomiarowych i uzyskać obszerne dane. "Nasze pomiary są na dzień dzisiejszy zdecydowanie najobszerniejsze, a zważywszy na fakt, że zostały wykonane na wolnym powietrzu i na pełnowymiarowej, przemysłowej turbinie wiatrowej, uwzględniają wpływ turbulencji oraz rotację i sprężystość skrzydeł" - wyjaśnia dr Helge Aagaard Madsen. "Nie ma wątpliwości, że będą nieocenione dla międzynarodowych badań w dziedzinie energii wiatrowej w ogóle. Co więcej, wsłuchiwaliśmy się, że tak powiem, w przepływ powietrza po skrzydle za pomocą 60 mikrofonów, odnotowując 50.000 pomiarów na sekundę, co pozwoliło na uzyskanie wyjątkowo szczegółowego obrazu sposobu, w jaki wiatr przekłada się na obciążenia na skrzydłach, tj. przyglądaliśmy się temu, co stanowi istotę wykorzystywania energii wiatrowej." Zdaniem naukowców, jednym z celów eksperymentu było wypracowanie podstaw do zaprojektowania optymalnego profilu skrzydła turbiny wiatrowej. Poszukiwano równowagi między projektowaną wytrzymałością a czułością oraz sposobu zagwarantowania jednolitej produkcji energii na maksymalnym poziomie. Zespół prowadzi w tym miesiącu dalsze pomiary. Naukowcy powiedzieli, że mają nadzieję ustalić różnicę między parametrami profilu skrzydła pełnowymiarowej turbiny wiatrowej na wolnym powietrzu a parametrami podobnego profilu sprawdzanego w kontrolowanych warunkach wiatrowych w tunelu aerodynamicznym. W DTU Risø testowano również laserowy skaner wiatrowy w ramach projektu UPWIND (Zintegrowany projekt turbiny wiatrowej), dofinansowanego na kwotę 14,6 mln EUR z tematu "Zrównoważony rozwój, zmiany globalne i ekosystemy" Szóstego Programu Ramowego (6PR) UE. Naukowcy informują, że skaner umożliwił im przeprowadzenie trójwymiarowych pomiarów prędkości wiatru, kierunku wiatru oraz turbulencji wokół turbiny wiatrowej. Celem projektu UPWIND jest opracowanie dużych turbin wiatrowych do pracy zarówno na lądzie, jak i na morzu. Zespół wykorzystał również inny laser do pomiaru rozkładu prędkości w strumieniu wirnika. Uzyskane wyniki stanowią dorobek projektu TOPFARM (Narzędzie projektowe nowej generacji do optymalizacji topologii i funkcjonowania farm wiatrowych), który został dofinansowany na kwotę 1,7 mln EUR z tego samego tematu 6PR.