Na moři začínají testy vertikálních větrných turbín

Energetickým větrným parkům na moři dnes dominují obří stožáry s třílistými vrtulemi s horizontální osou otáčení, které v horní úvrati přesahují výšku 250 metrů a mají výkon až kolem 15 MW. V budoucnu by je ale mohla vystřídat podstatně menší zařízení s daleko větším výkonem, jejichž turbíny budou mít vertikální osu otáčení.

Vývojáře vedou k sázce na vertikální rotory dva hlavní důvody. Prvním je jednoduchá konstrukce a nízké těžiště celého zařízení, takže všechny pohyblivé části a elektrické systémy jsou dostupné z vodní hladiny, což dramaticky snižuje náklady na údržbu. Druhým jsou výpočty, podle kterých budou mít parky složené z vertikálních turbín podstatně vyšší účinnost. Velkým problémem konvenčních větrných farem s desítkami stožárů v mnoha řadách za sebou je výrazně klesající účinnost v zadních řadách kvůli turbulencím ze vzdušných proudů z prvních řad formace. Turbíny s vertikální osou způsobují méně turbulencí a v některých případech dokonce účinnost nejbližších turbín zvyšují.

SeaTwirl

Švédský výrobce větrných turbín SeaTwirl získal na začátku tohoto roku povolení pokračovat na moři asi 700 m od bývalé rybí farmy Boknafjorden na jihovýchodním cípu Norska v testech takové revoluční větrné turbíny. Prototyp plovoucí větrné elektrárny s vertikální osou SeaTwirl S2X o výkonu 1 MW má v průměru 50 m, výška rotorového listu je 40 m a optimální provozní hloubka 100 m.

World Wide Wind

Podobný projekt oznámil také globální energetický a metalurgický gigant Hydro ve spojení s norskou společností World Wide Wind. Jejich turbína má dvě lopatkové hřídele, které se otáčejí nad sebou – v horní části ve směru hodinových ručiček, v dolní v opačném směru. Tato konstrukce podobná umístěním vrtulových listů některým vrtulníkům může zabránit naklánění lopatek, eliminovat víření vzduchu na jejich špičce a zlepšit tak celkovou účinnost. Zatímco současné největší klasické větrné turbíny mají výkon 16 MW, World Wide Wind tvrdí, že vertikální zařízení může mít výkon až 40 MW.

...ale rostou  náklady

Přestože horizontální větrné elektrárny mají uvedené přednosti, jejich vývojem se zabývá pouze pár firem na světě. Hlavním důvodem je krize, které v současnosti čelí výrobci větrných turbín a prodejci jejich komponent. V důsledku geopolitického napětí a inflace došlo podle analýzy Global Wind Markets Services k bezprecedentnímu narušení dodavatelských řetězců a k raketovému růstu nákladů zejména na specializovanou logistiku masivních komponent velkých větrných turbín. Ztráty západních výrobců větrných elektráren šly v loňském roce do miliard eur. Analytici přesto očekávají, že i když se zpomalí růst trhu s větrnou energií, který se za posledních deset let zdvojnásobil, bude i tak v letech 2023 až 2031 růst tempem 6,4 % ročně, což představuje každý rok nové instalace s celkovým výkonem přibližně 139 GW.

Zdroje:

https://www.forbes.com/sites/arielcohen/2021/05/20/are-vertical-turbines-the-future-of-offshore-wind-power/?sh=147b8e68b6d0

https://reneweconomy.com.au/vertical-axis-floating-offshore-wind-developer-clears-legal-hurdle-for-turbine-testing/

https://www.windpowermonthly.com/article/1751243/seatwirls-vertical-axis-floating-offshore-wind-turbine-set-tests-off-norway

https://m.energytrend.com/news/20220913-29837.html

https://www.world-energy.org/article/29012.html

https://www.rwe.com/en/research-and-development/wind-power/floating-offshore-wind/floating-wind-education/

https://www.woodmac.com/news/opinion/wind-energy-industry-paradox/

https://www.springwise.com/innovation/agriculture-energy/floating-vertical-axis-wind-turbines/

https://www.uic.osaka-u.ac.jp/en/technologies/offshore-floating-vertical-axis-wind-turbine/

https://www.energylivenews.com/2023/03/03/giant-uk-offshore-wind-farm-at-risk-without-government-support/

https://interestingengineering.com/innovation/1mw-floating-vertical-axis-turbine