Dachowe turbiny wiatrowe bez widocznych łopat jako uzupełnienie fotowoltaiki

Elektrownie wiatrowe kojarzą nam się głównie z wysokimi wiatrakami, których gigantyczne łopaty obracają się napędzane przez wiatr. Instalacje mają wpływ na estetykę otoczenia, a do tego uważane są za dość głośne, dlatego najczęściej stawiane są z dala od zabudowań, w miejscach, gdzie notuje się duże prędkości wiatru. Czy można wykorzystać potencjał tego odnawialnego źródła energii, ale bez jego wad? Czy da się opracować elektrownię wiatrową, która będzie mogła znajdować się na dachu budynku, obok fotowoltaiki? To pytanie zadał sobie duński naukowiec Carsten H. Westergaard – wynalazca i właściciel przyznanego w 2015 roku patentu na technologię bezłopatowych turbin wiatrowych.

Jak działają bezłopatowe turbiny wiatrowe?

To nie do końca tak, że turbiny bezłopatowe – dziś dopracowywane w amerykańskiej firmie Aeromine Technologies – są całkowicie pozbawione obracających się łopat. Wiatrak jest częścią mechanizmu, jednak jest schowany wewnątrz obudowy, a nie wyeksponowany na zewnątrz. Takie rozwiązanie znacząco poprawia walory użytkowe instalacji, bo nie tylko emituje ona o wiele mniej hałasu, ale też jest bezpieczniejsza z uwagi na brak ruchomych elementów zewnętrznych. Zasada działania związana jest wprost z aerodynamiką, co ilustruje poniższy schemat przedstawiony przez Aeromine Technologies.

Źródło: Aeromine Technologies

Jaka jest efektywność bezłopatowych turbin wiatrowych?

Jedna turbina ma moc 5 kW, waży niecałe 500 kg, może pracować w warunkach wiatru, którego porywy dochodzą do 200 km/h. Obliczenia efektywności przeprowadzono dla średniej prędkości wiatru na poziomie 16 km/h – zgodnie z założeniami system o mocy 50 kW (złożony z 10 jednostek), umieszczony 5 m nad ziemią jest w stanie rocznie wyprodukować ok. 20 MWh, natomiast zainstalowany wyżej, na 15 metrach – ponad 150 MWh rocznie.

Wady i ograniczenia technologii

To wszystko brzmi bardzo obiecująco i pięknie wygląda na papierze, ale jest jeden problem. Badacze brali pod uwagę warunki panujące w USA i Danii, ale nie w Polsce, gdzie uśrednione wartości wiatru w całym roku, w całym kraju mieszczą się w widełkach 9-14 km/h. Oznacza to, że taka instalacja nie byłaby w stanie osiągnąć maksymalnej wydajności w naszych warunkach geograficznych i w efekcie wytwarzałaby o wiele mniej energii. Należałoby dokonać szczegółowych pomiarów wiatru w konkretnym regionie, bo w skali całego kraju różnice mogą być spore i w niektórych województwach takie rozwiązanie może się sprawdzić.

Istotnym ograniczeniem technologii, przynajmniej na ten moment (a możliwe, że zostanie ona udoskonalona), jest waga instalacji oraz jej całkowita stacjonarność. Z tego powodu turbiny bezłopatowe mogą być montowane wyłącznie na dużych, płaskich dachach – np. hal magazynowych, produkcyjnych czy garażowych, przy czym tak duże obciążenie musi być uwzględnione w konstrukcji budynku, aby nie doszło do uszkodzenia.

Zanim Aeromine Technologies zakończy fazę testów, a dachowe turbiny wiatrowe bez zewnętrznych łopat trafią na rynek, najpewniej minie kilkanaście lat. Docelowo mogą stanowić świetne uzupełnienie fotowoltaiki, bo obie technologie wykorzystują właściwie przeciwne warunki pogodowe. Amerykanie zapewniają też, że jak najbardziej będzie możliwość zintegrowania takiej turbiny wiatrowej z instalacją fotowoltaiczną.

Fotowoltaika: woj. kujawsko-pomorskie

Nie czekaj, aż rynek podbije kolejna nowinka technologiczna – już dziś zacznij oszczędzać na rachunkach za prąd i dołącz do powiększającego się grona osób wykorzystujących odnawialne źródła energii. Oferujemy montaż paneli fotowoltaicznych na terenie Inowrocławia, Bydgoszczy, Torunia oraz innych miejscowości w województwie kujawsko-pomorskim. Zapraszamy do kontaktu!