Według nowych badań przeprowadzonych przez Oxford Brookes University, pionowe morskie turbiny wiatrowe są znacznie bardziej wydajne w dużych farmach wiatrowych niż konwencjonalne. Dodatkowo zastosowane w parach, turbiny pionowe mogą zwiększyć swoją wydajność nawet o 15 proc.

Zespół badawczy z School of Engineering, Computing and Mathematics (ECM) w Oxford Brookes pod kierunkiem profesora Iakovosa Tzanakisa przeprowadził dogłębne badanie, wykorzystując ponad 11500 godzin symulacji komputerowej, aby wykazać, że farmy wiatrowe z osią pionową (VAWT) mogą działać wydajniej, zastępując tradycyjne turbiny wiatrowe z osią poziomą (HAWT).

– Badania pokazują po raz pierwszy w realistycznej skali potencjał wielkoskalowych VAWT – podali badacze z uniwersytetu.

– VAWT obracają się wokół osi pionowej względem ziemi i zachowują się odwrotnie niż w dobrze nam znanej konstrukcji śmigła (HAWT). Badania wykazały, że VAWT zwiększają swoje osiągi, gdy są ułożone w formie siatki. Umieszczanie turbin wiatrowych w ten sposób jest kluczowe w celu maksymalizacji ich mocy - zgodnie z oświadczeniem Oxford Brookes University.

Profesor Tzanakis powiedział, że badanie to dowodzi, że w przyszłości farmy wiatrowe powinny być pionowe.

– Turbiny wiatrowe o osi pionowej można projektować tak, aby były znacznie bliżej siebie, zwiększając ich wydajność i ostatecznie obniżając ceny energii elektrycznej. W dłuższej perspektywie VAWT mogą pomóc w przyspieszeniu zieloną transformację naszych systemów energetycznych – mówił profesor. 

W związku z oczekiwaniami, że Wielka Brytania podwoi produkcję energii z farm wiatrowych do 2030 roku, tego typu odkrycia są niezwykle istotne. Jest to krok w kierunku projektowania bardziej wydajnych farm wiatrowych, zrozumienia technik pozyskiwania energii wiatrowej na dużą skalę i ostatecznie ulepszenia technologii energii odnawialnej w celu szybszego zastąpienia paliw kopalnych jako źródeł energii.

Potrzeba czegoś wydajniejszego

Główny autor raportu, absolwent inżynierii, Joachim Toftegaard Hansen, podkreślił: – Nowoczesne farmy wiatrowe są jednym z najbardziej wydajnych sposobów wytwarzania zielonej energii, mają jednak jedną poważną wadę: gdy wiatr zbliża się do przedniego rzędu turbin, turbulencje będą generowane w dół strumienia. Turbulencja ta ma negatywny wpływ na działanie kolejnych rzędów.

– Innymi słowy, gdy pierwszy rząd turbin przekształci około połowy energii kinetycznej wiatru na energię elektryczną, w tylnym rzędzie liczba ta spadnie do 25-30 proc. Każda turbina kosztuje ponad 2 miliony funtów. Jako inżynierowi naturalnie przyszło mi do głowy, że musi istnieć bardziej opłacalny sposób – dodał Hansen.

VertAx Wind Limited, firma opracowująca pionową turbinę wiatrową (VAWT), z zadowoleniem przyjęła ustalenia Oxford Brookes University.

– Jesteśmy zadowoleni, że po wielu latach badań, odkrycia zostały potwierdzone przez ten doskonały projekt badawczy autorstwa Joachima Toftegaarda Hansena  prowadzony na EMC – poinformowała firma.

VertAx podkreślił, że kontynuuje rozwój swojej wielkoskalowej turbiny wiatrowej o pionowej osi, zaprojektowanej specjalnie do zastosowań morskich na morzu. – Teraz poszukujemy odpowiednich partnerów korporacyjnych i inwestycyjnych by ostatecznie wprowadzić VAWT na rynek – podali specjaliści z firmy.