Morskie giganty

Eksperci przewidują, że do roku 2020 do eksploatacji wejdzie 40 000 do 60 000 nowych turbin wiatrowych. Ale czy wieże wiatrowe przyszłości będą wyglądać tak jak dzisiaj? Niekoniecznie. Proszę sobie wyobrazić latawce, ruchome panele i latające wyspy z wielkimi odnogami.

Aerogenerator X, opracowany przez firmę British Wind Power, wygląda jak dwugłowy potwór morski, wyciągający swoje długie szyje wysoko nad poziomem morza. Na ich końcach są łopaty, które napędzają turbinę zainstalowaną na pływającej platformie. Gigant mierzy 274 metry od końca jednego ramienia do końca drugiego.

Powstały w wyniku współpracy takich firm jak BP, Caterpillar, Rolls-Royce i EON, Aerogenerator X jest jednym z wielu projektów, w którym kluczowe są duże rozmiary i lekkość konstrukcji. Wiele z nich jest na wczesnych etapach rozwoju i nie pojawią się one na rynku jeszcze przez kilka lat.

Firma Norwegian wykorzystuje norweskie doświadczenia z platform wiertniczych na Morzu Północnym i buduje pływające wieże wiatrowe przymocowane w sposób elastyczny do dna morskiego. Zaletą tej konstrukcji jest możliwość budowania dalej od brzegu – w porównaniu z wieżami przymocowanymi na stałe do dna bliżej brzegu.

Turbiny firmy Sway generują o 20-30 procent więcej energii elektrycznej, gdyż na otwartym morzu wieją silniejsze wiatry. W chwili obecnej testowane są prototypy. Najważniejszym pytaniem jest to, czy nowa konstrukcja poradzi sobie z turbinami o mocy 10 do 20 MW.

Melodią przyszłości są na razie latające konstrukcje do pozyskiwania energii wiatrowej, takie jak Dutch Power Plane. Jest to rodzaj bezzałogowego szybowca połączonego z ziemią za pomocą kabla. Energia jest generowana, gdy szybowiec wznosi się i wyciąga kabel. Kiedy opada, kabel automatycznie się zwija

Statystyki dotyczące wiatrów powstałe w Holenderskim Królewskim Instytucie Meteorologicznym (Royal Netherlands Meteorological Institute) wykazują, że wykorzystanie wiatru przez taki szybowiec wynosi 60 procent, w porównaniu z 30 procent dla konwencjonalnych turbin wiatrowych. Przyczyną są silne, stałe wiatry wiejące na większych wysokościach. Również koszty zbudowania takiego szybowca są znacznie mniejsze.

– Stal, miedź i włókno szklane zastępujemy matematyką, oprogramowaniem i elektroniką i w ten sposób tworzymy nowe źródła energii – mówi Richard Ruiterkamp, dyrektor generalny firmy Ampyx Power, która zajmuje się projektowaniem i budową szybowca. Komercyjna wersja tego urządzenia powinna powstać w 2014 r. Potencjalni klienci to w pierwszym rzędzie ci, którzy nie mają dostępu do sieci elektrycznej i dziś stosują generatory na diesel. Dopiero znacznie później, gdy powstaną urządzenia o mocy 1 MW, oczekuje się zainteresowania dużych firm energetycznych. – Celem każdego projektu w obszarze energii odnawialnej jest produkowanie energii elektrycznej tańsze niż w elektrowniach węglowych i mamy realną szansę ten cel osiągnąć – podkreśla Ruiterkamp.

Wizjonerzy, tacy jak Francis Charles Moon, profesor w Cornell University w USA, idą jeszcze dalej, proponując hybrydowe latające panele, które przechwytują energię wiatrową w nocy, a słoneczną w dzień. Projekt nazywa się „Vibro-Wind” i według profesora Moona takie urządzenia pojawią się na rynku w przeciągu trzech do pięciu lat. Pomysł polega na korzystaniu z wiatru wiejącego między budynkami w mieszkalnych i biurowych dzielnicach miast.

Wiele z tych nowych turbin wiatrowych wygląda jak przeniesione prosto z powieści sciencefiction. Feargal Brennan, specjalizujący się w urządzeniach na morzu profesor z Cranfield University w Wielkiej Brytanii, gdzie wykonano znaczną część Aerogeneratora X, uważa, że budowa wielkich urządzeń wymaga nowej technologii.

Duńska firma BTM Consult jest zdania, że budowanie elektrowni wiatrowych na morzu będzie kosztować dwa razy więcej niż podobne projekty na lądzie. Firmy takie jak Siemens i GE od wielu lat projektują turbiny z osiami pionowymi i mniejszą liczbą ruchomych części, w celu obniżenia kosztów. – Inni producenci starają się zoptymalizować technologię poprzez zmiany kąta nachylenia łopat turbiny, lepszą konstrukcję przekładni i laserowe urządzenia mierzące siłę i kierunek wiatru – mówi Staffan Engström, dyrektor firmy Ägir Konsult, która konstruuje turbiny wiatrowe.

Wiatrowy wyścig trwa więc w najlepsze. Trendy wyznacza projekt prowadzony przez hiszpańską firmę Gamesa oraz 11 innych przedsiębiorstw z branży energetyki wiatrowej. Celem jest zbudowanie do roku 2020 turbiny o mocy 15 MW, a więc dwukrotnie większej niż największa dziś turbina wiatrowa – Enercon E-126. Na pierwszym etapie konsorcjum firm zainwestuje do 2013 r. 25 milionów euro w opracowanie technologii.

Europejski projekt UpWind ma na celu skonstruowanie turbin o mocy 20 MW i średnicy wirnika 200 metrów, z łopatami podzielonymi na dwie części, tak jak skrzydła samolotu. – 20-megawatowe turbiny wejdą do użytku w ciągu najbliższych 10 lat – przekonuje Jo Beurskens z Netherlands Energy Research Centre.

Będą to turbiny jeszcze większe niż V164 – następny kolos światowego lidera, firmy Vestas, o średnicy wirnika 164 metry, zamontowany na wieży o wysokości 187 metrów. Dla porównania: Statua Wolności w Nowym Jorku ma 94 metry, a Gerkin Tower w Londynie – 180 metrów.

Virbo-Wind będzie wykorzystywać wiatr wiejący między budynkami nocą lub przy wietrznej pogodzie. W słoneczne dni produkcję energii elektrycznej przejmą panele słoneczne.