Skip to main content

Modular wood-made wind turbine towers

Article Category

Article available in the folowing languages:

Modułowe drewniane wieże turbin wiatrowych są niedrogie i neutralne pod względem CO2

Jeśli chodzi o wieże turbin wiatrowych, najlepsze są te największe, jednak ich wielkość sprawia, że ich transport jest problematyczny. Twórcy projektu Modvion wykorzystali moc drewna do opracowania pionierskiego rozwiązania modułowego.

Energia

Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej przewiduje się, że energia wiatru stanie się największym źródłem energii w UE do 2027 roku. Do osiągnięcia takiego stanu rzeczy w dużej mierze przyczyni się budowanie wyższych elektrowni wiatrowych. Im wyższa elektrownia, tym więcej odnawialnej energii może wytworzyć po niższej cenie. W ramach projektu opracowano modułową wieżę z laminowanego drewna, którą można transportować i niskim kosztem zmontować na miejscu. Firma zbudowała już 30-metrowy prototyp turbiny badawczej zlecony przez szwedzkie Centrum Technologii Energii Wiatrowej. Prototyp zostanie wkrótce zamontowany na Björkö, wyspie w pobliżu Göteborga. Unijne wsparcie przekazane za pośrednictwem projektu Modvion umożliwiło szwedzkiej firmie o tej samej nazwie opracowanie biznesplanu. Opierał się on na analizie projektu koncepcyjnego, wykonalności technicznej i komercyjnej oraz ocenie ryzyka zbudowania 110-metrowej wieży dla 150-metrowej elektrowni. Szwedzka firma będąca dostawcą mediów, Varberg Energi, wyraziła zamiar zakupu takiej wieży w skali komercyjnej, która miałaby zostać zamontowana w 2022 roku. Deweloper z sektora energii wiatrowej, firma Rabbalshede Kraft, wyraził zainteresowanie zakupem 10 wież o wysokości ponad 150 metrów do swego projektu Fägremo.

Włókna węglowe w przyrodzie

Najpowszechniejsze wieże turbinowe są wykonane ze stalowej rury i z uwagi na dużą średnicę przy podstawie trudno jest je transportować, zwłaszcza że ograniczenia drogowe zwykle nie dopuszczają obiektów o wysokości/szerokości przekraczającej 4,5 metra. Inne rozwiązania, takie jak hybrydowy system stali i betonu, modułowy system stalowy czy wieże o strukturze siatkowej, są droższe, a ich produkcja powoduje wytworzenie dużej ilości CO2 (15 % globalnych emisji CO2: 8 % w przypadku betonu oraz 7–9 % w przypadku stali). Drewniany system opracowany przez Modvion wygina i skleja moduły przypominające sklejkę, nadając im kształt ułatwiający transport. Na miejscu moduły łączy się ze sobą w okrągłe sekcje, które następnie umieszcza się jedna na drugiej i łączy, by utworzyć wieżę. „Choć w przypadku laminowanego drewna potrzeba więcej materiału niż w przypadku stali, co skutkuje otrzymaniem grubszych ścian, nie stanowi to problemu. Drewno jest o 70 % tańsze niż stal o tej samej wytrzymałości. Dodatkowo wchłonęło już CO2 z atmosfery, dzięki czemu będzie on przechowywany w samej konstrukcji. Obliczyliśmy, że zastępując jedną 150-metrową stalową wieżę wieżą drewnianą, unika się wytwarzania 2 000 ton CO2 podczas jej budowy”, opowiada Karin Björe, kierowniczka projektu. Testy i symulacje prototypu obejmowały metodę elementów skończonych oraz analizę strukturalną konstrukcji wieży, testy laboratoryjne zużycia oraz statycznej wytrzymałości konstrukcji, jak również testy pod kątem możliwości produkcji. Po przeprowadzeniu testów zespół uzyskał odchylenia drewna od pionu rzędu zaledwie 2–3 mm dla 30 metrów długości wieży, co oznacza, że wieża mieści się bez trudu w granicach tolerancji.

Tworzenie filii

Modvion przyczynia się do realizacji unijnego celu w zakresie zwiększenia zakresu wytwarzania energii ze źródeł odnawialnych. Innowacyjne podejście twórców projektu może zastąpić bazującą na paliwach kopalnych energię powodującą emisje CO2 mniej szkodliwą dla środowiska i atrakcyjniejszą cenowo energią wiatrową. Jednocześnie rozwiązanie to zastępuje materiały, przy których produkcji emituje się dużo CO2, takie jak stal czy beton, odnawialnym laminatem drzewnym. „Wykazaliśmy, że możliwe jest budowanie najbardziej wymagających konstrukcji z laminowanego drewna. Tym samym ograniczyliśmy bariery w zakresie wykorzystywania drewna w innych zastosowaniach, takich jak wieżowce czy mosty”, dodaje Björe. Po zamontowaniu komercyjnej wieży o wysokości 110 metrów na potrzeby Varberg Energi zespół projektu zamierza rozszerzyć swoje możliwości projektowe i zaoferować swój produkt innowacyjnym podmiotom w Szwecji i poza nią.

Słowa kluczowe

Modvion, drewno, laminat, wieże turbinowe, energia wiatru, energia, kopalne, odnawialne, stal, beton, emisje

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania