sok szélturbinák Ők a világ egyik legfontosabb megújuló energiaforrásai, a globális villamos energia mintegy 4%-át állítják elő. A párizsi Sorbonne tudósai által végzett kutatás azonban olyan innovatív megoldást talált, amely akár 35%-kal is növelheti ezeknek a turbináknak a hatásfokát. a rovarszárnyak rugalmassága.
A folyóiratban megjelent tanulmány szerint Tudomány, a jelenlegi szélturbinák nem olyan hatékonyak, mint lehetne. Általában azt gondolják, hogy a rotorok nagyobb fordulatszámon történő pörgetése több energiát termel, de ez nem így van. Valójában nagy sebességnél a lapátok inkább akadályként működnek, semmint eszközként a szél hasznosítására. A hatékonyság kulcsa az optimális forgási sebesség megtalálása, amint azt Vicent Coghet, a Párizs-Sorbonne Egyetem fizikusa kifejtette.
A szélenergia optimalizálásának kihívása
Az energiatermelés maximalizálása érdekében a szélnek a megfelelő szögben kell eltalálnia a szélturbina lapátjait, az úgynevezett "Hajlásszög». Ez biztosítja, hogy a generátor pontos nyomatékot kapjon. A hagyományos anyagok merevsége miatt azonban a szélturbinák nem mindig tudnak alkalmazkodni a változó szélviszonyokhoz.
Éppen ellenkezőleg, a rovarszárnyak, mivel rugalmasak, jobb aerodinamikai kontrollt érnek el. Ezek a lények előnyt kovácsolnak abból a képességből, hogy reagálnak a légáramlatokra, természetes hajlítással, hogy minimalizálják az ellenállást és elkerüljék a károsodást.
Rovarszárnyak replikációja szélturbinákban
Ennek a rugalmasságnak a szélturbinákban való alkalmazására Cognet és csapata kis szélturbinák prototípusát építette három különböző típusú lapáttal: merev, közepesen rugalmas y nagyon rugalmas. A hajlékony pengék a polietilén-tereftalát, míg a mereveket a szintetikus gyanta. A szélcsatornákban végzett tesztek leleplező eredményeket mutattak.
A túlságosan rugalmas pengék nem voltak hatékonyak, mivel túl ernyedtek lettek ahhoz, hogy elegendő energiát termeljenek. A mérsékelten hajlékony pengék azonban felülmúlták a mereveket azáltal, hogy akár 35%-kal növelték a termelt teljesítményt. Ezenkívül ezek a turbinák a szélsebesség szélesebb tartományához alkalmazkodhatnak.
A javulás nagy része a dőlésszög automatikus változásának volt köszönhető. Ahogy a szél előre tolta a lapátokat, vagy a centrifugális hatás visszahajtotta őket, a dőlésszögek is változtak. A tesztek azt mutatták, hogy a szögek több «nyisd ki» hatékonyabbak voltak alacsony sebességnél, míg több «zárva» nagyobb sebességgel jártak.
Skálázhatóság és a technológia jövője
A következő kihívás ezeknek az innovációknak az ipari méretű turbinákra való alkalmazása. Bár ennek a technológiának a megtervezése időt vesz igénybe, olyan szakértők, mint Asfaw Beyene, a San Diego-i Egyetemről úgy vélik, hogy a hatékonyság 35%-os növelése teljesen lehetséges.
A V164 szélturbina: a legerősebb a világon
Egy másik kulcsfontosságú előrelépés a szélenergia terén a dán cégtől származik MHI Vestas Offshore Wind, aki bemutatta a a világ legerősebb szélturbinája. Ez a V164 nevű szélturbina minden termelési rekordot megdöntött: 216.000 óra alatt 24 XNUMX kWh-t termel, és bebizonyította, hogy az energiateljesítmény jelentősen növelhető tengeri körülmények között.
A V164 magassága 220 méter, tömege 38 tonna, 80 méteres pengéi pedig 21.124 12 négyzetméteres seprési területet biztosítanak. Ezek a jellemzők lehetővé teszik a turbina számára, hogy jobban kihasználja a tengeri szélsebességet, amely általában 25-XNUMX m/s.
Ezt az új modellt úgy tervezték, hogy ellenálljon a szélsőséges körülményeknek Északi-tenger, amely 25 év hasznos élettartamot biztosít, és a ciklus végén újrahasznosítható. Ez nem csak környezetbarátabbá teszi a turbinát, hanem a csökkentett telepítési és karbantartási költségeknek köszönhetően gazdaságosabb is.
A szélenergia jövője
La ökológiai tudatosság és a következményektől való félelem éghajlatváltozás Támogatják a megújuló energiaforrások, például a szélenergia fejlesztését. Az új technológiák, például a rovarszárnyak által inspiráltak, jelentősen javíthatják a szélturbinák hatékonyságát, míg az olyan innovatív kialakítások, mint a V164, azt mutatják, hogy lehetséges a fenntarthatóság nagy léptékben történő fenntartása.
Az elkövetkező években valószínűleg továbbra is javulni fog a szélturbinák tervezése és hatékonysága, ami még több tiszta energiát tesz lehetővé, és csökkenti a fosszilis tüzelőanyagoktól való függőséget. Végső soron a biomimetika és a fejlett műszaki megoldások kombinációja utat mutat a zöldebb és fenntarthatóbb jövő felé.