Nowy projekt turbiny uwalnia pełny potencjał energii wiatru na głębokich wodach
Hiszpański start-up Optimized Generators (OptiGen) zaprojektował generator turbiny wiatrowej o mocy 15 MW, który ma dawać przewagę nad obecnymi konstrukcjami pod względem kosztów, wagi i możliwości naprawy. Generator ten, będący ważnym kamieniem milowym finansowanego przez UE projektu LIGHTWIND(odnośnik otworzy się w nowym oknie), pomoże rozwiązać niektóre z największych problemów stojących przed sektorem morskiej energetyki wiatrowej i przybliży Europę do neutralności klimatycznej. Ponad 80% światowego potencjału morskiej energetyki wiatrowej leży na wodach głębszych niż 60 metrów – zbyt głębokich dla turbin o stałym dnie. Pływające morskie turbiny wiatrowe mogą rozwiązać ten problem, jednak wyzwania, takie jak skomplikowane instalacje, wygórowane koszty napraw i ciężkie gondole, które służą za obudowę dla elementów generujących turbiny, ograniczają rentowność farm wiatrowych budowanych na dużą skalę.
Koniec z masywnymi łożyskami
Zgłoszona do opatentowania technologia modułowego układu napędowego OptiGen rozwiązuje te problemy na wiele sposobów. Kluczowym aspektem tej technologii, jak wyjaśnia w opublikowanym niedawno komunikacie prasowym(odnośnik otworzy się w nowym oknie) Santiago Canedo, współzałożyciel i CTO firmy, „jest to, że nie wykorzystuje ona dużych łożysk, które obecnie stanowią jedno z głównych wyzwań morskiej energetyki wiatrowej ze względu na wysokie koszty ich wymiany“. Zamiast tego „wykorzystuje układ koło-szyna, który znajduje się w niedalekiej odległości od szczeliny powietrznej generatora, co pozwala zmniejszyć sztywność konstrukcji wsporczych i złagodzić wymagania w zakresie tolerancji produkcyjnych, jednocześnie gwarantując stabilność szczeliny powietrznej w każdych warunkach operacyjnych“.
Lżejsza gondola, łatwiejsza konserwacja
Kolejną kluczową zaletą tej konstrukcji jest zmniejszenie masy gondoli o 35%. Jednak być może największym osiągnięciem, według Stefana Kellera, współzałożyciela i doradcy technicznego start-upu, jest obsługa i konserwacja turbiny: „System pływającej elektrowni wiatrowej jest bardzo łatwy w inspekcji dzięki otwartej konstrukcji, zaś wszystkie komponenty mechaniczne i elektryczne mogą być wymieniane lub naprawiane na miejscu, bez potrzeby stosowania dużych dźwigów, jednostek hydrotechnicznych czy holowania do portu“. Ta innowacja umożliwia wykorzystanie pełnego potencjału pływającej turbiny wiatrowej, jednocześnie minimalizując zależność od materiałów ziem rzadkich i poprawiając możliwości naprawy. Oprócz mniejszego zużycia materiałów ziem rzadkich, inne korzyści dla środowiska obejmują potrzebę instalowania mniejszej liczby turbin na gigawat, co ogranicza zakłócenia dna morskiego, a także niższy poziom emisji wynikający z redukcji ilości użytej stali i mniejszej ilości kosztownych holowań w celach konserwacyjnych. Konstrukcja o mocy 15 MW została zaprojektowana z myślą o przeprowadzeniu dwóch testów laboratoryjnych: jeden dotyczyć będzie oceny zmęczenia w warunkach toczenia, a drugi – badania pełnego systemu mechanicznego w zmniejszonej skali. Oczekuje się, że testy te zostaną zlecone odpowiednio do końca 2025 r. i do połowy 2026 r. Wyniki odegrają ważną rolę w walidacji metodologii projektowania i zapewnieniu, że technologia jest opłacalna na dużą skalę. Przed końcem projektu LIGHTWIND (LIGHTWIND: A DISRUPTIVE DRIVE-TRAIN FOR ULTRALIGHT AND LOWER COST WIND TURBINES) w 2027 r. OptiGen planuje zoptymalizować konstrukcję o mocy 15 MW i wprowadzić nowe konstrukcje o mocy 22 MW i 30 MW. „Morska energetyka wiatrowa jest subsydiowanym źródłem energii, które potrzebuje przełomowych innowacji, aby być konkurencyjnym na rynku energii elektrycznej i osiągnąć wdrożenie na dużą skalę“, mówi współzałożyciel i dyrektor generalny OptiGen, Blai Pié. „Mamy nadzieję, że nasza technologia będzie ważnym krokiem na drodze do osiągnięcia tego celu, zanim będzie za późno dla naszej planety“. Więcej informacji: strona internetowa projektu LIGHTWIND(odnośnik otworzy się w nowym oknie)
