Клъстерните вятърни турбини като нов енергиен източник

ВЕИ енергетикaИновацииСп. Енерджи ревю - брой 4, 2023 • 18.07.2023

Клъстерните вятърни турбини като нов енергиен източник

Спопуляризирането на офшорните вятърни инсталации като бъдещ източник на чиста енергия насред нарастващите притеснения относно климатичните промени и енергийната сигурност, учените се надпреварват в разработката на клъстерни ветроенергийни модули, състоящи се от множество турбини. Изследователският и обучителен център за офшорна вятърна енергетика към Университета Кюшу например проектира нова турбина, включваща капак – един вид улавяща вятъра “леща”, и планира да изгради демонстрационен модул, състоящ се от 100 малки вятърни турбини. Добивът от една вятърна турбина нараства пропорционално на обдухваните части на всяка турбинна перка. Именно затова през последните години перките стават все по-големи.

 

Понастоящем най-големите функциониращи вятърни турбини са с височина почти 300 м, но увеличаването на размера на перките им налага подсилване на конструкцията на кулата, което струва скъпо. Някои експерти смятат, че разходната ефективност на простото уголемяване на перките с цел реализиране на по-висок добив наближава границата си. Големите перки се въртят със скорост от близо 100 м/с. Когато скоростта е толкова висока, дори дъждовните капки могат да увредят лопатките. Шумът, отделян от големите, бързо въртящи се перки, също е проблем.

Клъстерните ветрогенераторни модули, монтирани върху решетка, предлагат възможно решение на това, тъй като перките им са проектирани да генерират електроенергия ефективно, без да се въртят толкова бързо. А поставянето на турбините близо една до друга има мултиплициращ ефект. Теоретично, една система от множество турбини може да генерира повече електроенергия, отколкото традиционна единична турбина с аналогичен размер, смятат изследователите.

Университетът Кюшу и Riamwind, свързан с университета стартъп, базиран във Фукуока, работят заедно по проект за изграждане на демонстрационна система, състояща се от два турбинни модула, всеки с диаметър от 25 м, през 2024 г. Данните от тази демо система ще бъдат използвани за изграждането на друга, състояща се от монтажна матрица, на която ще бъдат монтирани 100 турбини, аранжирани в конфигурация 10 на 10 модула. С височина от 230 м и ширина от 280 м, системата трябва да генерира 20 MW електрическа енергия.

Турбините в системата са по-малки от традиционните и могат да бъдат ремонтирани поотделно, което означава, че инсталацията ще продължи да генерира електроенергия, дори ако някои от турбините са повредени или спрени с цел поддръжка.
Иновативната турбинна технология на Riamwind включва дифузорен капак по периметъра на ротора, чиято цел е да концентрира вятърната енергия. Тази относително малка турбина от нов тип, наречена турбина с “вятърна леща”, може да генерира електричество по по-ефективен начин. Когато вятърът се сблъска с лещата, той създава завихряне, формиращо зона на по-ниско налягане зад турбината, което допълнително увеличава дебита на засмуквания в нея вятър и увеличава скоростта му.








Top