A szélerőművek méretei évről évre egyre növekszenek, a General Electric 260 méter magas toronnyal és több mint száz méteres lapátjaival rendelkező Haliade-X-e például 2020-ban még a világ legnagyobb turbinájának számított, de hamar lekörözte a MingYang Smart Energy 16 MW-os MySE 16.0-242 berendezése, és már készül a Siemens Gamesa SG 14-236 DD turbinája, ami igaz, hogy a MingYang szélerőművénél valamivel kisebb kapacitással (15 MW) és rövidebb lapátokkal (115 méter) lesz felszerelve, de az egész struktúrát figyelembe véve, az akár kis híján 300 méteres tornyával és a lapátok által súrolt 43 500 m² kiterjedésű területtel az eddigi legnagyobbnak számít majd.

A szélerőművek azonban hiába készülnek extra könnyű és rugalmas anyagokból és működtetik őket a leghatékonyabb szélenergia szoftverek, egy dologgal mégis nehezen birkóznak meg: a túl nagy széllel. Bizonyos régiókban, például az Atlanti-óceán partjainál a rendszeresen megjelenő hurrikánok nagy kihívást jelentenek a turbinák stabilitása szempontjából és lerövidíthetik a berendezések élettartamát, ezért a mérnökök újabb megoldásokat keresnek a kockázat csökkentésére.

A Boulder Colorado Egyetem kutatói a természethez fordultak inspirációért a fejlesztések során és megfigyelték, hogyan maradnak épen a pálmafák az őket megtépázó hurrikánok közepette. Az elemzések eredményeit felhasználva a tervezés során változtattak a turbinák szélhez viszonyított elhelyezkedésén és ahelyett, hogy a széllel szemben helyezték volna el a lapátokat, az ellenkező oldalra szerelték fel őket. Ennek a konfigurációnak az előnye, hogy erős szél esetén a lapátok nem ütköznek a toronynak és ahelyett, hogy a törés fenyegetné őket, egyszerűen elhajlanak - írják az egyetem közleményében.

A kifejlesztett struktúrát SUMR-nak (Segmented Ultralight Morphing Rotor) hívják és extra könnyű anyagokból álló lapátokból készül, amelyekből egyelőre kettőt integráltak a teszteléshez használt kisebb méretű, 53,38 kilowattos prototípusra. A szélerőművet négy éven keresztül vizsgálták és az eredmények szerint a legnagyobb erejű szél sem rongálta meg vagy csökkentette a teljesítményét, ami kiegyensúlyozott maradt a tesztek során. Az Egyesült Államok Nemzeti Óceán- és Légkörkutatási Hivatalának, a NOAA-nak előrejelzése szerint az Egyesült Államok Atlanti-óceán közeli területén a júniustól novemberig tartó időszakban akár hat alkalommal is megjelenhetnek jelentősebb hurrikánok, ezért a hurrikán-álló kialakításra nagy szükség lehet. De nem ez az egyetlen újdonság a SUMR működésében, a vezérlést végző szoftver működésén is finomítottak, így az hatásosabban végzi a munkáját a turbina elemeinek beállításaival.

Bár a próbákat a kisméretű SUMR-D is gond nélkül vette, de a később elkészülő, nagyobb verziókon lehet majd hatékonyan tesztelni a módszer működőképességét. A hagyományostól eltérő felépítésű turbinák 25 MW-os és 50 MW-os típusait egyelőre csak szimulációkkal modellezték, de a későbbiekben az új típusú vezérlési rendszer, a könnyű anyagok és a lapátok jobb elrendezése mind hozzájárulhatnak ahhot, hogy a szélerőművek a mostoha időjárási körülmények között is el tudják érni a legalább 20 éves működési időt.

(Fotó: Kelsey Simpkins/CU Boulder, sumrwind)

Elkészült a világ legnagyobb lebegő szélfarmja A Kincardine turbinái a skót partoktól 15 kilométerre helyezkednek el és 55 000 otthon energiaszükségletét tudják majd fedezni.