nove tehnologije

Mogu li vjetroturbine podnijeti uraganske udare vjetra?

09.05.2023 u 19:13

Bionic
Reading

Snažne oluje i uraganski vjetrovi dugo su bili noćna mora graditelja vjetroelektrana. Ali to se s novim tehnologijama mijenja. Dolaze turbine dizajnirane da izdrže najjače udare

U moru 136 kilometara od obale kineske provincije Hainan instalirana je turbina od 7,25 megavata (MW) koja može preživjeti vjetar brzine od 215 kilometara na sat (km/h) tijekom 10 minuta. Koristit će je za proizvodnju električne energije kineska naftna platforma.

To nije prva vjetroturbina koja se može nositi s takvim udarima vjetra. Prije tri godine američka tvrtka GE dobila je tajfunski certifikat za mamutsku Halide-X turbinu kapaciteta do 13 MW.

Brzi rast industrije energije vjetra dovodi turbine do krajnjih granica. Iako su komponente poput turbinskih lopatica izuzetno jake, nisu neuništive. A sile prirode, posebno na moru, izuzetno su nepredvidljive. Vjetroturbine tek moraju dokazati da su doista spremne za uragane, piše BBC.

Tropske oluje - koje se nazivaju tajfunima ili uraganima ovisno o lokaciji - velika su prijetnja u određenim dijelovima svijeta, uključujući Meksički zaljev i veći dio jugoistočne Azije.Takve oluje mogu proizvesti vjetar brzine veće od 160 km/h. Najjače zabilježene jednominutne udare vjetra, od 346 km/h, stvorio je uragan Patricia u istočnom Pacifiku 2015. godine.

Unatoč izazovnim meteorološkim uvjetima u takvim regijama, tamo se očekuje ekspanzija energije vjetra u nadolazećim godinama i desetljećima.

Leon Mishnaevsky s Tehničkog sveučilišta u Danskoj ističe da su lopatice vjetroturbina općenito prilično pouzdane. Izrađuju se od čvrstih, ali laganih kompozita od ugljičnih vlakana, a automatizirani proizvodni procesi pomažu u osiguravanju ravnomjernog postavljanja vlakana, što je važno za robusnost lopatica.

Proizvođači vjetroturbina provode niz testova otpornosti lopatica. Simuliraju se olujni udari, a divovske oštrice savijaju se do točke lomljenja, sve kako bi se potvrdila njihova otpornost.

Opet s prolaskom vremena vide se oštećenja na turbinama, posebno onih najvećih. Osiguravajuća kuća GCube specijalizirana za obnovljive izvore energije u nedavnom je izvješću navela kako su troškovi kvarova vjetroelektrana na moru s 1,2 milijuna eura 2012. porasli na više od 8 milijuna eura u 2021. godini.

Osim toga, pogoni s kapacitetom većim od 8 MW mogu pretrpjeti kvarove na komponentama unutar samo dvije godine od instalacije što je dvostruko brže od manjih pogona uređaja od 4-8 MW.

Neke od najopasnijih sila koje uzrokuju probleme s lopaticama turbina su opterećenja na torziju ili uvijanja, kaže Find Mølholt Jensen, izvršni direktor Bladene, tvrtke specijalizirane za dijagnosticiranje i popravak velikih lopatica turbina duljine 60 m i više. Ponavljano uvijanje oštrica može uzrokovati lomove koje je teško uočiti, jer se ne vide izvana. Što je duža oštrica, veći je rizik.

vjetroelektrana
  • vjetroelektrana
  • vjetroelektrana
  • vjetroelektrana
  • vjetroelektrana
  • vjetroelektrana
vjetroelektrana Izvor: EPA / Autor: ATEF SAFADI

Trenutno testiranje i industrijski standardi nisu dovoljni da dokažu da najveće turbinske lopatice mogu izdržati ovakva opterećenja, tvrdi Jensen.

Novi dizajni bi ipak mogli pomoći. U Japanu, starup Challenergy radi turbine s visokim, okomitim lopaticama koje se vrte oko središnjeg tornja, namijenjen za izdržavanje vrlo jakih udara vjetra

Kada je tajfun nazvan Hin Nam No prošlog kolovoza pogodio Filipine i Japan, prošao je preko dvije turbine tvrtke Challenergy. Jedan od uređaja, u gradu Ishigaki na Okinawi, zabilježio je brzinu vjetra od oko 100 km/h. Turbina je nastavila raditi bez ikakvih problema.

U SAD-u, na Sveučilištu Colorado Boulder dizajnirali su turbine inspirirane stablima palme koje se savijaju s vjetrom. Vjetroturbine imaju dvije fleksibilne lopatice čije se vrhovi mogu saviti više od pola metra, a da ne puknu. Tijekom testiranja izdržale su udare vjetra snažnije do 100 km/h.

Izvor: tportal.hr

Ipak, Lucy Pao sa Sveučilišta Colorado Boulder koja vodi istraživanja dijeli zabrinutost drugih stručnjaka koji se pitaju jesu li vjetroturbine doista spremne za najjače svjetske oluje.

'Novi materijali su jači i stvarno su nevjerojatni, ali ne znam jesu li testirani tako temeljito koliko bi možda trebali biti', izjavila je Pao.

Industriju muči i upitna ekonomičnost postavljanja turbina na mjestima gdje su vjetrovi posebno promjenjivi. U Meksičkom zaljevu tijekom cijele godine uobičajene su niske brzine vjetrova - s povremenim uraganima.

'Ako projektirate turbinu dovoljno jaku da izdrži uraganske udare, onda ćete imati puno dodatnih troškova za vrijeme kada imate slab vjetar', upozorio je James Martin, direktor tvrtke Gulf Wind Technology.