Skip to main content

Demonstration of a disruptive rotor blade concept for large wind turbines

Article Category

Article available in the folowing languages:

Łopaty wirników turbin wiatrowych typu 3-w-1 są tańsze, lżejsze i łatwiejsze do przetransportowania

Energia wiatru to najszybciej rozwijający się w Europie sektor usług energetycznych korzystający ze źródeł odnawialnych, ale by móc zwiększyć swoją konkurencyjność, potrzebuje on środków obniżenia ogólnych kosztów wytwarzania energii. Zasadniczym czynnikiem wpływającym na poziom kosztów w tym zakresie są łopaty turbiny.

Energia

„Obniżenie łącznego kosztu generowania energii to w przypadku przemysłu energii wiatru główny priorytet”, stwierdza Rikard Berthilsson, koordynator finansowanego ze środków UE projektu TRIBLADE. Łopata wirnika w turbinie wiatrowej jest zbudowana z wielu drogich materiałów. Jej zasadnicza cześć jest wytwarzana ręcznie jako jeden element. Ponieważ łopaty stają się coraz dłuższe, ich produkcja i wysyłka stają się coraz bardziej skomplikowane i drogie. Wraz ze wzrostem długości stosowanych obecnie łopat wirników koszt związany z ich wytworzeniem oraz ich masa rosną szybciej niż generowany jest dodatkowy zysk w postaci większej mocy turbiny.

Korzyści związane z kosztami, masą i długością

W ramach projektu TRIBLADE powstała przełomowa technologia wytwarzania łopat wielkich wirników turbin wiatrowych. Koncepcja łopaty typu 3-w-1 wpływa znacząco na koszt wytwarzania tej części, co sprawia, że energia wiatru będzie bardziej atrakcyjnym źródłem energii. Taka konstrukcja znacząco obniża koszty wysyłki i umożliwia stosowanie zasad znormalizowanego transportu w kontenerach na pokładach statków i naczepach samochodów ciężarowych. W efekcie wysyłka staje się prostsza i skuteczniejsza. Ponieważ nowe łopaty są lżejsze, można rozpocząć ich produkcję modułową. Oznacza to, że transport łopaty stanie się jeszcze prostszy. Proces produkcji można zautomatyzować do poziomu niemożliwego do osiągnięcia w przypadku zwykłych łopat. Łopata może być teraz złożona na miejscu montażu całej turbiny lub w jego pobliżu. Co więcej, nowa technologia sprawia, że możliwe staje się wydłużenie łopaty w jeszcze większym stopniu. Ponieważ rozmiar turbin wiatrowych stale się zwiększa, wyniki prac prowadzonych podczas projektu TRIBLADE będą miały zasadnicze znaczenie dla utrzymania tego trendu.

Odwracanie ograniczeń technologii produkcji łopat

Trzy smukłe łopaty napędzające wirnik są połączone konstrukcją nośną tak, że tworzą kratownicę. Dzięki temu łopaty zachowują niezbędną sztywność i niewielką masę. Konstrukcja nośna nazywa się usztywnieniem i jest poprowadzona ukośnie między łopatami oraz prostopadle do nich. Łopaty i usztywnienie tworzą trójkąty, które razem składają się na kratownicę. Kratownica jest konstrukcją powszechnie stosowaną w budownictwie. Można ją znaleźć w różnych obiektach architektonicznych: mostach, dźwigach czy belkach stropowych. Wprawdzie usztywnienie zwiększa nieco siłę oporu powietrza, ale bliskość łopat wyraźnie poprawia wydajność aerodynamiczną. Dzięki temu łopaty charakteryzują się niebywałą sprawnością przemiany energii. W celu przetestowania tej innowacji partnerzy projektu zamontowali prototypowy wirnik o średnicy 22 m na turbinie wiatrowej. Przeprowadzona instalacja dowiodła, że stosowanie tej technologii w rzeczywistych warunkach ma uzasadnienie. Nowa technologia utorowała drogę do skalowania projektu do pełnego rozmiaru i ukończenia prac nad nim. Zespół pracujący nad projektem TRIBLADE prowadzi obecnie rozmowy z wiodącymi wytwórcami turbin wiatrowych. Ci potencjalni klienci oceniają nową technologię pod kątem stosowalności w ich turbinach. „Przełomowa technologia ukazuje zmianę paradygmatu w branży produkującej łopaty. Obecnie priorytetem jest zmniejszenie kosztów wytwarzania energii wiatrowej i przyspieszenie przejścia w kierunku większego wykorzystania tej energii na całym świecie”, podsumowuje Berthilsson. „Projekt TRIBLADE z pewnością ma potencjał, by stać się zwiastunem nowej generacji turbin wiatrowych – większych i bardziej potężnych – a to ze względu na wprowadzenie na rynek opcji pozwalającej wydłużyć łopaty wirnika”.

Słowa kluczowe

TRIBLADE, łopata, turbina wiatrowa, łopata wirnika, energia wiatru, moc wiatru, koszt energii

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania