O alternativă mai ieftină la sistemele eoliene tradiţionale

Turbinele eoliene, considerate, în general, un mod eco-friendly pentru a genera electricitate, sunt criticate pentru impactul asupra peisajului şi uciderea a sute de păsări, între altele.

Compania americană SheerWind ne propune o nouă abordare, sistemul INVELOX. Numele vine de la intenţia de creştere (INcreasing) a vitezei (VELOcity) vântului. Prin această tehnologie se intenţionează producerea de energie care este accesibilă, abundentă, în condiţii de siguranţă, şi curată.

Turbinele eoliene convenţionale folosesc sisteme masive de generatoare electrice cu turbină, montate pe partea de sus a unui turn. INVELOX, prin contrast, este dotată cu pâlnii care captează energia eoliană pe care o transferă la generatoarele de la sol. În loc de a folosi biţii de energie de la vânt când trec prin paletele unui rotor, vântul este captat cu o pâlnie şi direcţionat printr-un pasaj conic care accelerează fluxul natural. Acest flux de energie cinetică este condus apoi către un generator care este instalat sigur şi economic la nivelul solului.

Prin trecerea jetului de aer printr-un pasaj care se îngustează la sfârşit avem un “efect de jet”, care măreşte viteza vântului, dar scade presiunea. Această tehnică creează energie cinetică (efectul Venturi) care alimentează generatorul. Sistemele pe bază de apă folosesc deja efectul Venturi, dar aceasta este prima utilizare comercială a acestuia în conversia energiei eoliene.

Aducerea fluxul de aer de la partea de sus a turnului la nivelul solului permite generarea de energie mai mare cu palete mult mai mici ale turbinelor. Acest sistem permite, de asemenea, crearea de reţele, prin care mai multe turnuri direcţionează energia la acelaşi generator. Unitatea este cu aproximativ 50% mai mică decât turnurile eoliene tradiţionale şi foloseşte la sol o turbină cu lame, care sunt cu 84% mai mici decât cele în uz la turnurile eoliene performante. Sunt necesare mai puţine generatoare, astfel, echipamentele şi costurile de întreţinere sunt mai mici. Şi, cel mai important, cantitatea de energie produsă este mai mare.

INVELOX este scalabil, la fel de potrivit pentru utilizarea în ferme eoliene mari sau micro. Energia este produsă în mod eficient la viteze mult mai mici ale vântului decât la sistemele actuale, ceea ce înseamnă că va avea o zonă geografică mai largă de utilizare.

Comparând varianta comercială INVELOX de generare a energiei eoliene cu acelaşi tip de turbină pe un sistem turn tradiţional, rezultatele testelor indică faptul că INVELOX depăşeşte semnificativ turbina tradiţională şi este competitivă cu generarea prin centrale pe gaz natural şi hidroelectrice.

Faţă de varianta clasică de turbină eoliană: produce mai multă energie electrică cu 600% (kWh); funcţionează şi la viteze de vânt mici, 1.6 kilometri pe oră şi în regimurile eoliene mici (clasa 1 şi 2); costurile de capital de instalare sunt reduse la mai puţin de 750 dolari per KW; creşterea capacităţii de producţie de energie la nivel record de 72%.

În rezumat, INVELOX are următoarele avantaje (date raportate la piaţa americană): cheltuieli mai mici de 1 cent per kWh, ceea ce le face competitive cu generarea de energie electrică prin gaze naturale şi sisteme hidroelectrice; nu necesită subvenţii guvernamentale pentru a fi profitabilă; reduce costurile de exploatare cu 50% din costurile tehnologice actuale ale turbinelor eoliene; minimizează impactul asupra mediului, animalelor, păsărilor şi impactul uman.

Mai multe unităţi prototip au fost testate în cursul anului 2012. Prima unitate de mici dimensiuni a fost instalată într-un domeniu apropiat de facilitatea SheerWind în Chaska, Minnesota. Unitatea include instrumentele pentru măsurarea vitezei maxime şi de colectare a datelor de putere. Datele preliminare au validat predicţiile din simulările computerizate ale dinamicii fluidelor pentru acest model.

O unitate demo la scară mai mare (scară comercială) a fost de asemenea finalizată. Datele colectate şi rezultatele testelor au depăşit aşteptările.

Cercetători cehi de la o Facultate de Ştiinţa Mediului au început o colaborare cu SheerWind, dezvoltatorul acestei alternative pentru turbine eoliene tradiţionale. Noul dispozitiv nu are părţi vizibile în mişcare, are 1/3 din înălţimea turbinei eoliene din generaţia actuală şi poate fi adaptat la o clădire sau structură existentă. Se intenţionează instalarea unui dispozitiv INVELOX pe acoperişul Facultăţii în scopuri de cercetare şi demonstrative – primul de acest gen în Republica Cehă şi UE.