Z prądem wody: wykorzystanie energii płynącej wody do produkcji energii elektrycznej
Turbiny hydrokinetyczne reprezentują nową technologię, która wytwarza energię elektryczną z energii kinetycznej płynącej wody pochodzącej z fal, pływów i prądów. W przeciwieństwie do turbin wodnych stosowanych w zaporach, które wymagają rozbudowanej infrastruktury, turbiny hydrokinetyczne umieszcza się bezpośrednio w zbiorniku wodnym, dzięki czemu mają one minimalny wpływ na środowisko morskie. Co więcej, ponieważ gęstość wody jest prawie 800 razy większa niż gęstość powietrza, a natura pływów jest bardziej stała niż wiatru, turbiny hydrokinetyczne mogą generować znacznie więcej energii niż turbiny wiatrowe o tych samych wymiarach i przy tych samych prędkościach przepływu.
Czystsza alternatywa dla silników wysokoprężnych na odległych obszarach
Zadaniem finansowanego ze środków UE projektu DP Renewables jest komercjalizacja dwóch turbin hydrokinetycznych – o mocy 25 kW i 60 kW – które zostały przetestowane w obiekcie badawczym SEENEOH na rzece Garonnie we Francji oraz w Kirkwall na Orkadach w Szkocji. Te wyjątkowe turbiny są idealną, czystą alternatywą dla zespołów prądnicowych z silnikami wysokoprężnymi stosowanymi w odległych miejscach oraz na wyspach. „Komercjalizacja naszego urządzenia o mocy 60 kW może zapewnić czyste, niezależne i przewidywalne dostawy energii elektrycznej do odległych obszarów – ze słabym dostępem do sieci energetycznej lub bez niego – które obecnie zdane są na zanieczyszczające powietrze zespoły prądnicowe z silnikami wysokoprężnymi”, zauważa kierownik ds. innowacji Vincent Mc Cormack. „Nasze egzemplarze demonstracyjne opracowane w ramach programu DP Renewables dowodzą, że energia hydrokinetyczna może wzbogacić koszyk energetyczny w zakresie energii odnawialnej, pomagając w realizacji ambitnego celu UE, jakim jest osiągnięcie gospodarki bezemisyjnej do 2050 roku”.
Unikalna konstrukcja maksymalizująca moc wyjściową
Koncepcja projektu DP Renewables obejmuje dwie turbiny o pionowej osi umieszczone po obu stronach opatentowanej konstrukcji przyspieszającej przepływ wody. „Prawidłowe działanie tej konstrukcji zależy od umiejętności wykorzystania fizyki przepływu płynów wokół przeszkód: rozsądne umieszczenie przeszkody maksymalizuje moc pozyskiwaną z fal, pływów lub prądów, ponieważ powoduje zwiększenie przepływu wody wokół niej. Podwaja ona prędkość napływu wody do turbin. Powoduje to ośmiokrotne zwiększenie mocy hydrokinetycznej”, wyjaśnia Mc Cormack. Opatentowany system sterowania reguluje kąt nachylenia łopatek w celu uzyskania optymalnej mocy. Aby osiągnąć moc generowaną przez rozwiązanie opracowane w ramach projektu DP Renewables, konkurencyjne rozwiązania wymagają zazwyczaj zastosowania większych i droższych turbin zanurzanych w wodzie na większe głębokości. Wpływ na życie morskie jest zminimalizowany. „Łopatki turbiny obracają się na zewnątrz, naturalnie zawracając ruch ryb i ssaków z dala od urządzenia, przy bezpiecznej, kontrolowanej prędkości 40 obr./min”. Dla porównania, wiele konkurencyjnych urządzeń pracuje z minimalną prędkością na poziomie 180 obr./min. Budowa mechaniczna pozwala na podniesienie turbin powyżej lustra wody na potrzeby czyszczenia i konserwacji. Co ważne, konstrukcja zwiększająca przepływ wody jest elementem przenośnym – można ją łatwo przenosić w inne miejsca, dzięki czemu energię z wody można wytwarzać tam, gdzie jest najbardziej potrzebna. „Poprzez wykorzystanie nieprzebranych zasobów energii pobliskich dróg wodnych technologia projektu DP Renewables zwiększa dostawy czystej energii do gospodarstw domowych i przedsiębiorstw. Pozwala to na osiągnięcie niezależności energetycznej, poprawiając tym samym jakość życia i przynosząc pozytywne zmiany w obszarach, w których brakuje energii elektrycznej lub niezawodnego źródła zasilania”, podsumowuje Mc Cormack.
Słowa kluczowe
DP Renewables, turbiny hydrokinetyczne, zespół prądnicowy z silnikiem wysokoprężnym, energia odnawialna, energia hydroelektryczna
