A lapát nélküli szélerőmű nem csapja le a közelébe tévedő madarakat
2021 / 03 / 26 / Bobák Zsófia
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.

A VortexBladeless cég olyan technológiát fejlesztett, amely megoldja a szélturbinákkal kapcsolatos egyik legnagyobb problémát, vagyis elkerülhetővé teszi, hogy a forgólapátok kárt tegyenek a mellettük elrepülő madarakban, ugyanis nincs egy lapátjuk sem. Abban nincs teljes egyetértés a témát vizsgáló szakemberek között, hogy a szélfarmok mennyire járnak káros következményekkel a környezetükben található faunára nézve, de azok a statisztikai adatok, melyek már a legelső nagyobb szélerőműtelepek nyolcvanas évekbeli megépítését követően napvilágot láttak, arra utaltak, hogy a madarak számára különös veszélyt jelentenek a turbinák.

Míg a talajon élő állatok el tudnak költözni az őket zavaró építmények közeléből, addig például a vándormadarak nem tudják egykönnyen megváltoztatni az útirányukat.

Mivel a szélfarmokat általában úgy helyezik el, hogy ne essen a vonulási útvonal közepébe, ezért ennél nagyobb problémát jelent a zsákmányszerzés közben a földet pásztázó ragadozó madarak lapátokkal való, vagy az alacsonyan, földközelben repülő fajok (például a sarki hófajd) toronnyal való ütközése. Ugyan léteznek vertikális szélgenerátorok is, amelyek nem okoznak ilyen gondokat, de ezek kevésbé hatékonyak energiatermelés szempontjából.

A lapát nélküli technológia ötletét az úgynevezett örvényleválás jelensége adta, amelyet Kármán Tódor, rakétatechnológiával foglalkozó világhírű fizikus foglalt egyenletbe először. Örvényleválás akkor következik be, amikor egy áramló folyadékba, vagy légáramba helyezett test mögött az áramlás sebessége elér egy bizonyos pontra, ekkor mindkét oldalán egymással ellentétes irányú örvények keletkeznek, majd ezek egyszer csak leválnak és önállóan haladnak tovább. Ez a Kármán-féle örvénysor. Ezek aztán a testre két oldalra hatva rezgést váltanak ki, ha pedig az így keltett oszcilláció frekvenciája megegyezik az objektum saját frekvenciájával, akkor akár katasztrofális helyzet is kialakulhat a nagy kilengések miatt.

Az egyik leghíresebb ilyen eset a Tacoma híd (melynek később a Gallopping Gertie becenevet adták) pusztulása volt 1940-ben, amikor az alig négy hónapja megnyitott híd a 70 km/h-ás szélben veszélyesen berezonált. A vibráció elérte a 36 ciklus/másodperc értéket, a struktúra két végén pedig tovább nőtt, miközben a szerkezet közepe mozdulatlan maradt.

Végül az egész híd széttört és a folyóba zuhant.

Az emberek addigra elhagyták autóikat, így összesen egy élőlény tartózkodott a Galloping Gertie-n a leszakadás pillanatában: Tubby, a háromlábú spániel. Őt gazdája menekülés közben bent felejtette a hátsó ülésen, és amikor a kilengések odáig fokozódtak, hogy biztosra lehetett venni, hogy a híd hamarosan lezuhan, a kutya megmentésére igyekvő emberek már nem tudtak segíteni rajta, mivel az állat félelmében mepharapta őket. Így a Tacoma összesen csak egy halálos áldozatot szedett, de a hasonló módon keletkezett rezonancia más építményekben is kárt tehet, ezért a mérnökök különféle módszereket alkalmaznak arra, hogy amennyire lehet elkerüljék ezeket az eseteket.

A lapát nélküli szélturbinák működéséhez viszont éppen ezt a jelenséget aknázzák ki a fejlesztők.

A szerkezetet tulajdonképpen nem is lehet turbinának nevezni, mivel egy váltóáramú generátorral, vagyis mágnesekkel és tekercsekkel működik. Ahhoz, hogy a szél sebességével egyenes arányban növekvő örvényleválás keltette frekvenciát összhangba hozzák az építmény saját frekvenciájával, egy mágnest használnak, amely az aktuális körülményekhez igazodva változtatja a rendszer szilárdságát. A struktúra alapja stabil marad, míg a közepe rezonál, a teteje pedig teljesen szabadon mozog. Az így keletkezett rezgések egy nagyjából három méter magas torony esetében körülbelül 100 Watt energia termelésére képes. Bár ez kevésbé hatékony, mint a lapátos szélturbinák, de cserébe sűrűbben lehet őket elhelyezni egy szélfarmon belül.

A cég szerint az olcsó előállíthatóság és az a tény, hogy a tornyok szerkezete nem igényel olajozást és túl sok karbantartási munkát, kifizetődővé teszi a használatukat. Ahhoz, hogy hosszú távon is bírja az építmény a folyamatos rezgést, az anyagokat a legstrapabíróbb fajtákból válogatták össze, vagyis nagyrészt szénszálas anyagból, műanyagból, az alapzat acélból, a mágnesek pedig neodímiumból készülnek. Hatékonyságát az is növeli, hogy már egészen alacsony szélerősségnél is termelnek áramot, vagyis a zártabb városi környezetben is lehet őket alkalmazni.

A madarak pedig megmenekülhetnek a veszélyes lapátoktól, vagyis nem csak zöld, hanem állatbarát megoldást nyújt az alternatív energiatermelés piacán.

A cég jelenleg együtt dolgozik a Birdlife NGO-val, hogy pontosabban felmérjék a vadállományra való hatásokat. Az újfajta dizájn már elnyerte a norvég Equinor elismerését is, ők az energiaszektor tíz legígéretesebb startupjának listájára is felvették a céget - írja a Guardian.

(Fotó: VortexBladeless)

Ez is érdekelhet:

Elmész otthonról? A szélerőművet ne felejtsd el bepakolni a hátizsákba! A Wind Catcher névre keresztelt szélturbina mindössze tíz kilogrammot nyom, 15 perc beüzemelni, és akár laptopot vagy kávéfőzőt is kényelmesen üzemeltethetünk vele.
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.


Kövesd a Rakétát a Facebookon is!
Kövess, üzenj, kommentelj a Rakéta Facebook oldalán!
Ismerd meg a ROADSTER magazint!
AUTÓK - DESIGN - GASZTRO - KULT - UTAZÁS - TECH // Ha szereted a minőséget az életed minden területén, páratlan élmény lesz!
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.