Ősidők óta az emberek megpróbálták megjósolni az éghajlat viselkedését, hogy előre jelezzék a természeti jelenségeket. A vulkánkitörések, tájfunok, árvizek, földrengések vagy szökőárak jó példái a nagy horderejű eseményeknek, amelyeket megpróbáltunk előre jelezni, hogy csökkentsük a következményeket. Ahelyett azonban, hogy a kiszámíthatatlan előrejelzésére összpontosítanánk, miért ne használnánk ki a már meglévő természetes megnyilvánulásokat valamilyen hasznra?
Ezek a jelenségek hatalmas mennyiségű energiát szabadítanak fel. Például a trópusi viharok és hurrikánok erős szeleket tartalmaznak, amelyek szélenergia előállítására használhatók. Felmerül tehát a kérdés: hogyan hasznosíthatjuk ezeket a jelenségeket, és hogyan alakíthatjuk át hatalmas energiájukat valami hasznossá?
A szél által termelt energia
A szél kimeríthetetlen energiaforrás, és kulcsfontosságú az olyan katasztrófahelyzetekben, mint a hurrikánok és a trópusi viharok. A széllökések elérhetik a 257 km/órás sebességet, és egyes heves viharokban több mint 9 milliárd liter esőt is okozhatnak. Az olyan jelenségek, mint a hurrikánok, által felszabaduló energia mennyisége meghaladja a világ összes nukleáris fegyverét együttvéve. A tudósok munkája szerte a világon az, hogy felfogják, hasznosítsák és tárolják ezt az energiát.
Jelenleg szélenergiával hasznosítjuk a szelet, de a hagyományos szélturbinák nincsenek felkészülve az extrém körülményeknek való kitartásra. A jelenlegi berendezéseket 90 km/h-s szélre optimalizálták. A hurrikánok azonban nagymértékben túllépik ezeket a határokat, ami jelentős technológiai fejlesztéseket tesz szükségessé.
Az egyik fontos előrelépés olyan turbinák fejlesztése volt, amelyek akár 144 km/h-s széllel is képesek működni. Noha ez figyelemre méltó előrelépés, még mindig messze van attól, hogy ellenálljon a hurrikánsebességeknek, ami felveti az innováció szükségességét a 260 km/h-ig terjedő szelek nagyobb gyakorisággal történő kezelésére a jövőben.
Megállíthatjuk a hurrikánokat?
Érdekes téma, hogy vajon sikerül-e nemcsak a hurrikánok energiáját hasznosítani, hanem csökkenteni is pusztító hatásukat. A Stanford Egyetem tanulmánya azt szimulálta, hogyan tudná egy tengeri szélerőmű 50%-kal csökkenteni a szélsebességet egy hurrikánban, még mielőtt az elérné a szárazföldet. A tengerszint feletti, 120 méter átmérőjű lapátokkal rendelkező turbinák ezreire lenne szükség egy nagy hurrikán hatásainak mérsékléséhez.
Ez a megközelítés nemcsak az energiájuk felfogását segítené, hanem jelentősen csökkentené az általuk okozott hullámokat és áradásokat. Egy ekkora beépítés azonban a magas költségek miatt még nem elérhető. A technológiai fejlődés és a továbbfejlesztett anyagok azonban ezt a jövőben megvalósíthatóbbá tehetik.
Életképes-e a hurrikánenergiát hasznosítani?
Kína fontos előrelépést jelent ezen a területen. Fujian partjainál telepítették a GWH252-16MW tengeri szélturbinát, amely 24 óra alatt megdöntötte a villamosenergia-termelési rekordokat, és 384,1 MWh-t termelt a Haikui tájfun szelei során. Ezt a valós idejű lapátbeállító kialakítás tette lehetővé, amely lehetővé teszi, hogy a turbinák akár 80 km/órás szél mellett is tovább működjenek, miközben a többi hagyományos szélturbinát leállítják a károk elkerülése érdekében.
A GWH252-16MW turbina extrém körülmények között is képes működni, például tájfunokban, ami lehetővé teszi az erős szél learatását az energiatermelés érdekében. Ez egy ígéretes technológia a jövőre nézve, mivel szisztematikusan alkalmazható lenne hurrikánveszélyes területeken.
Ezzel párhuzamosan más alternatívák, mint például a BAT altaeros turbina nem érték el maximális kereskedelmi potenciáljukat, de érdeklődést mutatnak a nagy magasságban zajló légköri jelenségekből származó energia felvétele iránt. Az extrém szelek kihasználására tervezett repülő turbina még mindig kereskedelmi forgalomba hozatalra váró innováció.
A tengeri szélturbinák szerepe
A hurrikánokkal szembeni szélenergia jövőjének egy része a parttól távoli, tengeri szélerőművek telepítésében rejlik. Ezeknek a parkoknak a nagy kiterjedése a számítógépes szimulációk szerint több mint 140 km/órával csökkentheti a hurrikán szelek sebességét. Ez nemcsak az áramtermelésre lenne pozitív hatással, hanem a hullámok és a vihar hatásának csökkentésével a tengerparti természeti katasztrófák megelőzésére is.
Az olyan szakértők, mint Mark Z. Jacobson és Cristina Archer azt állítják, hogy ha a Katrina hurrikán áthaladt volna egy ekkora parkon, hatása sokkal kisebb lett volna, és szárazföldre érve trópusi viharrá alakult volna át.
Ily módon a tengeri szélenergia nemcsak a tiszta villamos energia forrása, hanem döntő szerepet játszik a Föld éghajlati hatásainak csökkentésében is. Ez egy előremutató út, de jelentős anyagi és technológiai fejlesztésekre van szükség ahhoz, hogy ezek az ötletek nagy léptékben megvalósíthatók legyenek.
Az olyan jelenségek, mint például a hurrikánok kihasználását célzó technológia fejlesztése lenyűgöző terület, amely egyértelmű növekedési potenciállal rendelkezik a jövőben. A tudósok és a vállalatok szerte a világon továbbra is kutatják azokat a módszereket, amelyek segítségével nem csak hatékonyabb, de biztonságosabb is lehetne a szélsőséges szelekből származó energia begyűjtése, ami jelentős változást hozhat az események által leginkább érintett területeken.