Szélreforgó: itt az intelligens szélturbina

Már előre a megfelelő szögbe állítja a lapátjait az intelligens szélturbina. Dánia a világ egyik legszelesebb és legzöldebb állama, így nem csoda, hogy ott kísérleteznek a légmozgást lézerradarral vizsgáló, okos szélerőművekkel.

A szél az egyik legrégebben használt megújuló energiaforrásunk. Az időjárástól való függése mindig problémát okozott, ezért fontos a szélenergia kihasználásának optimalizálása. Dán kutatók szerint a szélturbinákat lézerradarral kellene ellátni, ami lehetővé tenné a szél sebességének és irányának előrejelzését, ezáltal javulhatna az energiatermelés.

A turbina előre tudja, milyen szél jön

A szél előrejelzésével csökkenhet a turbina terhelése. Azáltal, hogy a turbina vezérlőegysége megkapja az adatokat arról, melyik égtáj felől milyen szél jön, a lapátokat optimális pozícióba tudja állítani, mire a széllökés megérkezik, így lényegesen kisebb terhelés éri a szerkezetet. Ezáltal a turbina kihasználtsága hatékonyabb lesz, élettartama megnő, ami jelentős költségcsökkentést hoz az üzemeltető konyhájára.

A megoldás a lézerraddar

A lézerradar vagy más néven LIDAR (LIght Detection And Ranging) már régóta használatos a meteorológiában légköri elemek, felhők, aeroszolok megfigyelésére.

A LIDAR rendszer a szél figyelésére is alkalmas: a sebesség, az irány, a turbulencia és a szélnyírás egyaránt mérhető vele. A Doppler lidar optikai elven működő sebesség-, illetve távolságmérő rendszer. Azon az elven alapul, hogy a megfigyelési ponthoz képest a mozgó elemek megváltoztatják a róluk visszavert hullámok spektrumát.

Forrás: AFP

Így fest repülőből az Északi-tenger legújabb szélerőmű-parkja, a Horns Rev 2. Kilencvenegy
turbina évi 209 MW áramot termel évente, ami körülbelül 200 ezer háztartás ellátását fedezi

A lézer által kibocsátott sugárnyaláb mentén a visszavert jel frekvenciájának eltolódását mérik. A terjedési időből a távolság, a Doppler-eltolódás révén a sebesség állapítható meg. A lézerradar alkalmazása azzal az előnnyel jár, hogy a szél méréséhez másodpercek is elegendőek, nem kell meteorológiai ballonokat felengedni. Energia- és helyigénye kicsi, s körülbelül 50 km távolságból is nagy pontossággal mérhető a szél.

Hatékonyabb áramtermelés

A szélerőművek használata várhatóan ugrásszerűen megnő a következő években, ahogy a klímaváltozás és a megújuló energiák fontossága egyre nagyobb figyelmet kap.

Mivel az intelligens szélerőmű lapátjai könnyebben alkalmazkodhatnak a szél változásaihoz, hosszabb lapátokat lehet használni, így a turbina több energiát termel. A lézerradarok segítségével akár 5 százalékkal is nőhet a berendezés energiatermelése, pusztán a hosszabb lapátok használatával. A dán kutatók jelentős pénzmegtakarítást, valamint a szén-dioxid-kibocsátás nagymértékű csökkenését várják az új technológiától.

Konkrétan: ha egy 4 megawattos erőmű 5 százalékkal több áramot termel, az évi 200 ezer dán korona (7,24 millió forint) pluszbevételt jelent. A dán energiahivatal előrejelzései szerint, ha minden tizedik szélturbinát lézerradarral látnák el, 2025-re további 25 ezer tonnával lehetne csökkenteni az ország szén-dioxid-kibocsátását. Az intelligens szélturbinákkal kapcsolatos kutatást egyébként a dán Nemzeti Csúcstechnológia Alapítvány támogatja.

Dánia a világ legszelesebb vidékeinek egyike. Egy amerikai tanulmány szerint a Föld legszelesebb területei az Északi-tenger partvidékén, továbbá Tasmania környékén, Észak-Amerika északnyugati partjainál és Alaszkában, valamint Dél-Amerika déli csücskén találhatók.

A madarászok is támogatják

A Brit Királyi Madárvédelmi Társaság is szorgalmazza a szélkerekek telepítését, természetesen bizonyos fokozottan védett madárfajok élőhelyeinek kivételével. Egy általuk készített felmérés szerint a szélerőművek legtöbbször nem zavarják az élővilágot. A klímaváltozás a madarakat is súlyosan érinti, ezért a társaság inkább a szélturbinák telepítése mellett van, mint ellene. Összehasonlításképp: 2007-ben az angolok energiájuknak mindössze 2 százalékát nyerték a szélből, míg a hasonló szélenergia-kapacitással rendelkező Dánia 29 százalékot, Spanyolország 20 százalékot, Németország pedig 15 százalékot.