Male vertikalne vjetroturbine učinkovitije od velikih

Mada je širom svijeta postalo uvriježeno mišljenje da su vjetroelektrane najisplativije ako su im turbine čim veće, pa je tako na primjer Siemens nedavno počeo postavljati vjetroturbine čije su lopatice dužine čak 60 metara (uskoro planira i od 100 metara), znanstvenici Caltecha tvrde kako je to pogrešan pristup, jer su prema njihovom računalnom modelu najučinkovitije mreže malih vertikalnih vjetroturbina.

Istraživanje koje je vodio znanstvenik John Dabiri, profesor aeronautike i bioinženjeringa na Caltechu, ukazuje da bi najučinkovitije i najjeftinije vjetrolektrane upravo bile one koje bi bile sastavljene od mnoštva malih vertikalnih vjetroturbina, s time da bi se računalno moralo optimizirati njihov rad kako bi svaka turbina imala čim manje rasipanje energije izazvano turbulencijama, kao i da bi se spriječilo prijevremeno habanje.

Dabiri je svoju osnovnu ideju demonstrirao  još 2011. na testnoj elektrani sastavljenoj od 24 vjetroturbine u južnoj Kaliforniji (video dolje), da bi nakon toga dobio 6 milijuna dolara od Fondacije Gordon i Betty Moore, a američko Ministarstvo obrane odobrilo mu je postavljanje sustava sastavljenog od 50 do 70 vjetroturbina u jednom malom selu Igiugig na Aljasci, čija gradnja će započeti ove godine.

Istraživanja su pokazala kako su klasične vjetroturbine učinkovite samo pri optimalnim brzinama vjetra, jer im brzi vjetrovi smanjuju performanse povećanjem udara na lopatice, dok jačina vjetra ne utječe negativno na male vertikalne turbine, pa one u tim uvjetima proizvode više struje. 

Pored toga se naglašava i činjenica da  postavljanje vertikalnih vjetroturbina traži i manje prostora za instalaciju, pa ih je na manjim područjima moguće postavljati u velikim količinama.

Dabirijeve vjetroturbine su visine od 10 metara te generiraju od 3 do 5 kilowatta, za razliku od konvencionalnih "multi-megawattnih" koje su visine od 100 metara.

Demonstracija u Igiugigu trebala bi ukazati jesu li Dabirijevi sustavi doista učinkovitiji u usporedbi s konvencionalnim, a u obzir će uzeti sve elemente, od troškova izrade opreme, postavljanja, održavanja, amortizacije i drugih elemenata "ekonomske opravdanosti".

Dabiri kaže kako ovi sustavi imaju još jednu prednost pred konvencionalnim jer njegove vertikalne vjetroturbine imaju znatno manji negativni utjecaj na okoliš, te su gotovo nečujne, a znatno je manja mogućnost i za stradavanje ptica.

Mnogi znanstvenici smatraju kako je pred Dabirijevom idejom mnoštvo izazova, jer vertikalne vjetroturbine nisu toliko učinkovite kao konvencionalne, obzirom da lopatice pola vremena provode u kretanju kontra vjetra, umjesto da generiraju protok zraka potreban za vrtnju generatora, pa Fork Felker, direktor National Wind Technology centra u National Renewable Energy laboratoriju kaže da bi njegov sustav zahtijevao postavljanje milijuna vjetroturbina umjesto tisuća da bi mogao generirati istu količinu struje u energetskom sustavu SAD-a.

Felker stoga smatra kako će Dabirijev koncept biti isplativ za mala područja poput Igiugiga, te za izolirane vojne baze kojima će zadovoljiti osnovne energetske potrebe. "Ako želite graditi sustave na obnovljivu energiju koji će utjecati na opću ekonomiju energetike, morat ćete graditi velike", tvrdi Felker. 

Izvor: MIT Technology Review

VIDEO: Testna Dabirijeva mreža vertikalnih vjetroturbina u Kaliforniji