A nagy tengeri szélturbina-parkok úgy rosszak, ahogy vannak

2021 / 05 / 03 / Rácz Tamás
A nagy tengeri szélturbina-parkok úgy rosszak, ahogy vannak
Egy számítógépes szimulációsorozat eredménye szerint a függőleges tengelyű szélturbinák nagy szélparkokban sokkal hatékonyabbak, mint az elterjedt háromlapátos szerkezetek.

A függőleges vagy a vízszintes tengelyű szélturbina a jobb? VAWT vagy HAWT? (Előbbi a Vertical, utóbbi a Horizontal Axis Wind Turbine írott anyagokban elterjedt angol rövidítése.)

A kérdést régóta boncolgatják a téma kutatói, bár az ipar már jó néhány évszázada döntött. A gyakorlatban az első szélmalmok óta hagyományosan sokkal inkább a vízszintes tengelyű megoldás terjedt el. Egy brit kutatócsoport viszont most egy példátlanul kiterjedt számítógépes szimulációsorozat után tanulmányában azt mondja, a nagy szélparkok építésénél az emberiség eddig a rosszabb megoldást választotta.

A hegyláncokon, egy sorban telepített szélturbináknál nem gond, de a nagy területen mátrixba rendezett szélturbina-parkok esetében (tipikusan ilyenek a tengeri szélerőművek) komoly probléma, hogy az első sorban vagy sorokban keletkező turbulenciák rontják a hátul lévő turbinák teljesítményét. A teljesítménycsökkenés a hátsó sorokban akár a 40%-ot is elérheti!

A függőleges tengelyű szélturbinák viszont jól tervezett elhelyezéssel akár még segíthetik is egymást a munkavégzésben, összhatékonyságuk nagyobb. További előnyük, hogy műszakilag lényegesen egyszerűbbek, mint a vízszintes tengelyű turbinák, amelyeket különböző állítómechanikákkal szélbe kell tudni fordítani és a lapátszögeket is folyamatosan korrigálni kell.


Az első sorokban keletkező turbulenciák rontják a hátsó turbinák teljesítményét. Függőleges tengelyű turbinákkal megfelelő elhelyezéssel még ennek az ellenkezője, a további sorok hatásfokának növelése is elérhető

Hogy akkor miért nem VAWT-okat látunk mindenütt HAWT-ok helyett? Egyrészt azért, mert a függőleges tengelyű turbinák egyesével kevésbé hatékonyak. Egy klasszikus, háromlapátos szélturbina hatásfoka 50% körüli, a függőleges tengelyű turbináké csak 30-40%. Másrészt a függőleges tengelyű konstrukciók némelyike gyengébb szélben nem tud magától felpörögni az optimális fordulatszámra, külső motorral kell annyira felpörgetni, hogy utána már képes legyen hozni a maximális teljesítményt.

A VAWT-ok a felskálázásánál is vannak gondok. A háztartási méretű, néhány kilowattot termelő függőleges tengelyű turbináknál elhanyagolható mértékű a tartószerkezetre ható, folyton változó erők hatása, de egy nagy erőműnél már elméletileg komolyabb alépítmény kellene a függőleges tengelyű, mint az azonos teljesítményű vízszintes tengelyű turbinához.

Ezek a problémák nem megoldhatatlanok, de egyelőre a háromlapátos turbinatípus jött ki hosszú távon a legolcsóbbra, gazdaságilag tehát a leghatékonyabbra a kalkulációk szerint. A brit kutatásban viszont egy összesen 11.500 órányi számítógépes szimuláció-sorozat elvégzése után az derült ki, hogy ha a függőleges tengelyű turbinákat megfelelő tervezéssel, egymástól meghatározott távolságra telepítik, akkor a teljes erőmű hatékonysága lényegesen jobb lesz a klasszikus tengeri szélparkokénál.

A számszerűsített végeredmény: a VAWT-okból álló tengeri szélturbina-park összesített hatásfoka 15%-kal jobb lehet a klasszikus, vízszintes tengelyű turbinás parkokénál. Ez a többlethatékonyság pedig egy ilyen erőmű 20-25 éves tervezett élettartamában már megindokolhatja a nagyobb kezdeti beruházást és HAWT-ok helyett VAWT-ok telepítését. Könnyen lehet, hogy a jövőben a tengeri szélparkok egészen másképp néznek majd ki, mint ahogy mostanra megszoktuk őket.

Ez is érdekelhet:

A lapát nélküli szélerőmű nem csapja le a közelébe tévedő madarakat A kétségkívül rendhagyó alakú szerkezet ugyanazt a jelenséget aknázza ki működése közben, amely annak idején a Tacoma híd katasztrófáját okozta.

Tíz éven belül kellene még kétszer ennyi szélerőmű a világon, ha 2050-re klímasemlegességet akarunk A szélenergia hasznosításával foglalkozó cégek érdekvédelmi szervezete szerint brutálisan be kéne gyorsítani a szélturbinák építésének ütemét.

A szokatlan hideg miatt Texasban megfagytak a szélerőművek, több millió ember maradt áram nélkül Az állam 25 gigawattos szélenergia-temrelésének nagyjából a fele kiesett, miközben az energiafelahsználás rekordmagasságba emelkedett a hideg idő miatt.

 


Élettelen szeretők - mik az előnyei és hátrányai, ha szexrobotokra cseréljük az embereket?
Élettelen szeretők - mik az előnyei és hátrányai, ha szexrobotokra cseréljük az embereket?
Disztópia, újfajta szórakozás, a technológia térnyerése vagy egy eszköz, ami sok problémát meg tud oldani - a szexuális célokra szánt emberszerű gépeket nagyon eltérő szemszögekből lehet nézni, de egy biztos: a robotok készülnek és egyre emberibbé válnak. Legújabb sorozatunkban partnerünkkel, Magyarország legnagyobb felnőtt áruházával, a Vágyaim.hu csapatával együtt kutatjuk, merre tart az emberiség a szexualitás egyre digitálisabb ösvényein...
Az Amazon létrehozta az egymilliárd paraméteres szövegfelolvasó modellt, de nem adja az emberek kezébe
Az Amazon létrehozta az egymilliárd paraméteres szövegfelolvasó modellt, de nem adja az emberek kezébe
A BASE TTS-t százezer órányi nyilvánosan elérhető beszédfelvételen gyakorlatoztatták és minden eddiginél természetesebb hangot tudnak létrehozni a segítségével.
Ezek is érdekelhetnek
HELLO, EZ ITT A
RAKÉTA
Kövess minket a Facebookon!
A jövő legizgalmasabb cikkeit találod nálunk!
Hírlevél feliratkozás

Ne maradj le a jövőről! Iratkozz fel a hírlevelünkre, és minden héten elküldjük neked a legfrissebb és legérdekesebb híreket a technológia és a tudomány világából.



This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.