Учените непрекъснато работят върху иновации при вятърните турбини, за да ги направят по-ефективни и устойчиви. От проектирането на дървени турбини с по-малък въглероден отпечатък до проучване на начини за повторно използване на стари лопатки от вятърни турбини – има много впечатляващи постижения при вятърната енергия, които се извършват по целия свят. Сега изследователите са намерили начин да направят офшорните вятърни турбини още по-издръжливи – като ги направят устойчиви на разрушителните урагани.
Вятърните турбини днес могат да бъдат построени с височина над 490 фута (150 метра), но тези гигантски структури са уязвими на силни ветрове и урагани, особено когато толкова много вятърни турбини са поставени в морето, за да генерират чиста енергия.
Учени от Университета на Колорадо в Боулдър са получили вдъхновение от нещо в природата, което естествено е доста устойчиво на силните ветрове на ураганите – палмите.
„Ние сме много биологично вдъхновени от палмите, които могат да оцелеят при ураганни условия“, казва Луси Пао от катедрата по електротехника, компютърно и енергийно инженерство в университета.
Вятърните турбини обикновено са изправени пред входящи ветрове и имат невероятно твърди лопатки, но изграждането на този тип твърда конструкция е скъпо. Изследователите са открили, че е по-малко вероятно лопатките, обърнати далеч от вятъра, да ударят кулата на турбината по време на силен вятър. По този начин остриетата не трябва да бъдат конструирани така, че да са толкова тежки и твърди. Вместо това те могат да бъдат леки и по-гъвкави, което също ги прави по-евтини. Подобно на палмите, остриетата ще се огъват по време на силен вятър, вместо да се счупят.
Изследователите, в сътрудничество с Университета на Вирджиния, Тексаския университет в Далас, Минното училище в Колорадо и Националната лаборатория за възобновяема енергия, разработиха сегментираната ултралека морфинг роторна турбина, за да тестват тази теория. След четири години на тестване, те споделят своите открития този месец. Дори и при пикови скорости на вятъра турбината все още генерира достатъчно и постоянно енергия.
Изследването е споделено в Proceedings of the American Control Conference през 2022 г. и констатациите идват точно когато експертите предричат още един сезон на ураганите над средното ниво поради изменението на климата.
Новоразработеният сегментиран ултралек морфинг ротор ще бъде подложен на повече изследвания и тестове, за да се види какво е възможно с тези устойчиви вятърни турбини и как те биха могли да повлияят на традиционните турбини, за да издържат на силния вятър. Авторите на изследването вече моделират мащабни офшорни вятърни турбини, въпреки че все още не са ги тествали.
Екипът се надява, че техните по-достъпни, ефективни и устойчиви вятърни турбини могат да станат предпочитани на пазара като дълготрайна опция за офшорни вятърни турбини.
„Лопатите на вятърните турбини обикновено са проектирани да издържат най-малко 20 години“, каза Пао, „и ние искаме лопатките на нашата нова концепция да постигнат също толкова дълъг живот“.
