Jelenleg a világ energiatermelésének ugyan még csak 5-6%-át adják a szélerőművek, ez így is brutálisan sok energiát jelent: a Global Wind Energy Council 2022-es jelentése szerint a szélfarmom összesen 837 GW energiát állítanak elő világszerte, ezzel pedig 1,2 milliárd tonna szén-dioxid levegőbe jutásától kímélik meg évente a bolygót, ami nagyjából az észak-amerikai kontinens éves kibocsátása. A jelentés szerint a tervezett szélerőművek megépülésével számolva körülbelül 557 GW további kapacitás fog kiépülni 2026-ig, azonban ez még így is kevés: a jelenlegi ütemet tartva is csak a kétharmada fog megépülni annak a kapacitásnak 2030-ig, ami ahhoz lenne szükséges, hogy 2050-ig 1,5°C-ot melegedjen csak a bolygónk, és ne többet. Ezzel együtt nem csoda, ha egyre több olyan koncepció lát napvilágot, ami a szélerőművek hatékonyabbá tételét tűzte ki célul. Ezek közül néhányról már oldalunkon is beszámoltunk: ilyen például a függőleges lapátokkal rendelkező szélturbina, de megjelent egy egészen alternatív formavilágú kerekded iteráció, illetve megtervezték már a lapátok nélküli, oszlopszerű verziót is.

A szélerőművek hatékonyabbá tételével kapcsolatban azonban megjelentek olyan kísérletek is, melyek a turbinákat nem egyedülálló egységekként, hanem egy nagy közös entitásként kezelték, és így derülhetett fény arra is, hogy a túl sűrűn telepített szélerőművek egymás hatékonyságát rontják – ráadásul akár 20-25%-al is csökkenthetik a másik turbina teljesítményét. Az MIT kutatói a Siemens Gamesa Renevable Energy csapatával közösen végzett kísérletek során jutott arra az eredményre, hogy ha a szélturbinákat nem külön-külön, hanem egy egészként kezelik, akkor sokkal hatékonyabbá tehető a működésük. A kutatók paradox módon arra jutottak, hogy a teljes szélfarm hatékonyságát az által lehet a legjobban megnövelni, hogy az egyedülálló szélkerekeket elállítják a számukra egyenként legoptimálisabb állástól. A kutatók az eredményekről a Nature Energy folyóiratban számoltak be – hívta fel rá a figyelmet az Electrek.

Michael F. Howland, a kutatás egyik vezető szakembere szerint áramlástani szempontból az egyik legrosszabb dolog, hogy a turbinákat egymás mellé helyezik a szélfarmokon, ideális esetben ugyanis ezeket minél távolabb kellene legyenek egymástól, így lehetne maximalizálni a hatásfokot. Ez azonban nem egy praktikus megoldás, és tetemes pluszköltségekkel járna. A kutatók azt feltételezték, hogy egy szélpark energiakibocsátása növelhető, ha a szél áramlását együttesen modellezik és ezek alapján állítják be az egyes turbinákat. A csapat a hipotézist egy Indiában található, közüzemi méretű szélerőműfarmon hónapokon keresztül tesztelte.

Az MIT News oldalán található összefoglaló alapján napjainkban minden turbina folyamatosan érzékeli a bejövő szél irányát és sebességét, és belső vezérlőszoftverével állítja be a dőlésszögét, hogy a lehető legjobban igazodjon a szélhez. A kutatócsoport azonban azt tapasztalta, hogy egy turbinát elég csak egy kicsit elfordítani a saját egyéni optimális állásszögétől – mondjuk 20 fokkal –, ez pedig a mögötte található turbináknál akkora teljesítménynövekedést eredményez, ami nemcsak pótolja, de felül is múlja az első turbina enyhe teljesítménycsökkenését. Az összes ilyen kölcsönhatást figyelembe vevő központosított vezérlőrendszer használatával a turbinák kivételesen jó körülmények között akár 32 százalékkal magasabb teljesítményszinten működtek. A teljes tesztidőszak átlaga azonban jóval ez alatt maradt: az új rendszer átlagosan 1,2 százalékkal több energiát állított elő minden szélsebesség mellett, és 3 százalékos növekedést 6-8 m/s sebességnél.

Howland becslése szerint a világ összes meglévő szélturbinájára átszámítva az 1,2%-os általános energiajavulás több mint 31 terrawattóra további villamos energiát termelne évente, ami hozzávetőlegesen 3600 további szélturbina költségmentes telepítésének felel meg, ez pedig évente mintegy 950 millió dollár többletbevételt jelentene a szélerőmű-üzemeltetők számára – mindezt költséges építkezések és befektetések nélkül, egy egyszerű programfrissítéssel.

(Borítókép: Getty Images, fotó: Victor Leshyk  / MIT News)

Egy szélfarmokat felügyelő mesterséges intelligencia a töredékére csökkentheti a madarakat sújtó baleseteket A tesztek során a kontrollterülethez képest az MI által monitorozott szélfarmon 82%-al csökkentek a madarak életét követelő ütközések.