Целта е да направим офшорните вятърни турбини по-леки и по-евтини за изграждане.
Нов инструмент за проектиране, създаден от Sandia National Laboratories, може да помогне за ускоряването на разработването на офшорни вятърни турбини с вертикална ос, се казва в прессъобщение от мултимисионната лаборатория за Националната администрация за ядрена сигурност на Министерството на енергетиката на САЩ.
Конвенционалните вятърни турбини използват хоризонтална ос, където турбината е поставена на върха на висока кула, за да се увеличи максимално генерирането на енергия от вятъра. Колкото по-голям е обхватът на турбината, толкова по-високо е генерирането на енергия, което кара производителите на турбини да разширяват дизайна си.
Това обаче представлява проблем при планирането на офшорни вятърни паркове. В САЩ например офшорните вятърни паркове могат да генерират максимална мощност, ако са поставени в райони, където морето е с дълбочина над 200 фута (60 м).
Това повишава значително разходите за изграждане на турбините, което след това увеличава разходите за производство на възобновяема енергия, което прави прехода към енергия с по-малко емисии по-труден.
Вятърната турбина с вертикална ос
Вятърната турбина с хоризонтална ос не е единственият начин за генериране на енергия от вятъра.
Вместо дизайн с три лопатки, могат да се използват и две лопатки, разположени вертикално с генератор под тях. Наречен турбина с вертикална ос Darrieus, този дизайн тежи много по-малко от дизайна с хоризонтална ос и има нисък център на тежестта, което го прави подходящ за офшорни приложения на плаващи платформи.
Възприемането на тези турбини се забавя поради един основен недостатък, тяхната неспособност да издържат на екстремни ветрове. За разлика от турбините с хоризонтална ос, които могат да се отклонят при силни ветрове, дизайнът на Darrieus не може да избяга от тях. Брандън Енис, техническият ръководител в Sandia National Laboratories, има решение на този проблем.
В неговия дизайн вертикално разположените лопатки на турбината ще бъдат без централна кула, но ще бъдат държани заедно с регулируеми телове, които могат да бъдат скъсени или удължени, за да контролират напрежението върху лопатките на турбината по време на турбулентно време.
Тъй като в този дизайн не се изисква централна кула, общото тегло и размерът на турбината са допълнително намалени, което я прави идеална за офшорни приложения. Sandia подава заявка за патент за този дизайн през 2020 г.
Необходимостта от валидиране
За да може компанията да разположи турбината, тя трябва да демонстрира, че дизайнът може да издържи на условията в морето и да генерира енергия оптимално.
Проблемът е, че няма инструмент, който да потвърди дизайна на вятърна турбина с вертикална ос. Sandia се заема да създаде такъв инструмент за проектиране, който може да се използва за този процес. За да направи това, екипът използва данни от собствените турбини с вертикална ос на Sandia, които са построени през 80-те години.
Сега, след като екипът завършва изграждането на своя инструмент, той планира да го използва за проектиране на рентабилна плаваща вятърна турбина с вертикална ос, която трябва да бъде готова до края на годината.
„Обикновено една компания проектира турбината, друга компания проектира плаващата платформа, а след това трета компания я инсталира с други системи, за да се направи офшорна вятърна централа „, казва Енис в прессъобщението. „Ние проектираме цялата система – турбината, платформата и тяхното управление, едновременно намалявайки всички разходи за енергия, а не само цената на самата турбина.“
Sandia планира да използва инструмента за сертифициране на други дизайни на вятърни турбини с вертикална ос, които други могат да разработят в бъдеще.
Източник: InterestingEngineering
