Vertikalne turbine poželjnija su budućnost od vjetroelektrana

Tradicionalni vjetroagregati s elisama mogli bi ustuknuti pred vjetroelektranama koje sadrže kompaktnije i učinkovitije vertikalne turbine

Mladen Smrekar četvrtak, 29. travnja 2021. u 13:25

Novo istraživanje Sveučilišta Oxford Brookes otkrilo je da je dizajn vertikalnih turbina daleko učinkovitiji od tradicionalnih turbina u velikim vjetroelektranama; a kad su postave u parove, vertikalne turbine međusobno povećavaju performanse i do 15%.

Mrežna formacija povećava učinkovitost

Istraživači s tamošnjeg Fakulteta za inženjerstvo, računarstvo i matematiku (ECM) proveli su dubinsko istraživanje.

Koristeći više od 11.500 sati računalnih simulacija uspjeli su pokazati da vjetroelektrane mogu biti učinkovitije ako se tradicionalni vjetroagregati s horizontalnom osi rotora (HAWT) zamijene vjetroagregatima s vertikalnom osi rotora (VAWT).

Istraživanje prvi put u realnim razmjerima pokazuje potencijal velikih VAWT-ova da nadmaše trenutne HAWT turbine. VAWT se vrte oko osi okomite na tlo i ponašaju se drugačije od klasičnih.

Proizvodnja energije iz vjetra po raznim regijama, prema Global Wind Reportu 2021.
Proizvodnja energije iz vjetra po raznim regijama, prema Global Wind Reportu 2021.

Isto iraživanje oksfordskih inženjera pokazalo je i da VAWT-ovi međusobno povećavaju performanse kada su raspoređeni u mrežne formacije. Pozicioniranje vjetroagregata kako bi se maksimalizirali učinci presudno je za dizajn vjetroelektrana.

Ova studija dokazuje da bi budućnost vjetroelektrana trebala biti vertikalna. Vjetroelektrane s vertikalnom osi mogu se projektirati tako da budu puno bliže jedna drugoj, povećavajući njihovu učinkovitost i u konačnici snižavajući cijene električne energije.

Novoinstalirana snaga vjetroturbina u 2020. prema podacima Global Wind Reporta 2021.
Novoinstalirana snaga vjetroturbina u 2020. prema podacima Global Wind Reporta 2021.

Dugoročno gledano, VAWT-ovi mogu pomoći u ubrzavanju zelene tranzicije energetskih sustava, tako da više čiste i održive energije dolazi iz obnovljivih izvora, uvjereni su istraživači. 

Isplativija ekploatacija vjetra

Prema najnovijem Globalnom izvještaju o vjetru, svijet treba instalirati energiju vjetra tri puta brže tijekom sljedećeg desetljeća, kako bi se postigli neto nula ciljevi i izbjegli najgori utjecaji klimatskih promjena.

Moderne vjetroelektrane jedan su od najučinkovitijih načina za proizvodnju zelene energije, ali imaju veliku manu: turbulenciju koja se javlja približavanjem vjetra prvom redu turbina. Prednji red turbina pretvara oko polovine kinetičke energije vjetra u električnu energiju, no u zadnjem redu taj broj pada na 25-30%.

Moderni vjetroagregati koštaju između 900 i 1200 eura po kilovatu pa ne čudi što inženjeri tragaju za isplativijim načinima korištenja vjetra. 

Ova oksfordska studija, objavljena u International Journal of Renewable Energy (ELSEVIER), prva je sveobuhvatno analizirala mnoge aspekte rada vjetroagregata s obzirom na kut i smjer vrtnje, razmak turbina i broj rotora, kao i poboljšanja performansi VAWT turbina postavljenih u nizu.