Všesměrová větrná turbína pro města

Prostředí měst je sice poměrně větrné, což nabízí potenciál pro výrobu elektrické energie, ale není vhodné pro instalaci klasických větrných elektráren. Současná řešení větrných turbín totiž dokážou využít pouze proudění vzduchu v horizontální rovině. To je činí velmi neefektivními v prostředí plném budov a různých překážek, kde je proudění vzduchu kvůli tomu velmi chaotické a nepředvídatelné – vítr často mění směr a intenzitu.
Možným řešením je všesměrová větrná turbína O-Wind, která umožňuje využít proudění vzduchu v horizontálním i vertikálním směru, a to bez využití převodovky. Zabírá méně místa a je díky menšímu množství komponent i méně náročná na pravidelnou údržbu.

Vítr v kouli: Z Marsu na Zemi
Inspirací pro turbínu byl projekt NASA Mars Tumbleweed Rover – větrem poháněné průzkumné vozidlo, schopné využít příčného větru pro pohyb v přednastaveném směru. Počáteční technologii vyvinuli ve studiu alveolárních draků. Jednodílné papírové draky v různých proporcích umožnily analýzu tlakových sil při vystavení větru. Tyto modely byly pak redesignovány do podoby různých polygonů a testovány v různých konfiguracích, dokud celý objekt nezachycoval vítr přicházející zleva doprava, aby vytvořil rotační pohyb tlačící těleso kupředu. Tato konstrukce byla kombinována s vnějším rámem, který převedl rotaci na přímý pohyb. Pozdější vývoj přidal druhou vrstvu kanálů se vstupy ze všech směrů, aby byl všesměrový a dosáhlo se stejné kapacity přesměrování větru ze všech stran.
Prototyp, který se osvědčil v poušti Atacama, urazil více než 7 km v přímém směru. Inženýři Nicolas Gonzalo Orellana a Yaseen Noorani z Lancasterské univerzity adaptovali původní marsovský koncept do projektu pozemské větrné turbíny, která je schopna převádět energii větru na rotaci, ať vítr fouká z kteréhokoliv směru. Za svůj projekt získali loni dokonce prestižní britskou cenu James Dyson Award – porotce fascinovala jednoduchost konceptu a designu.
Turbína O-Wind má tvar koule s geometrickými otvory umístěnými na pevné ose s jedním směrem rotace, a otáčí se, když ji vítr zasáhne z libovolného směru. Dokáže využít vítr foukající zepředu, ze stran i zezadu a dokonce i vzdušné proudy směřující vzhůru nebo dolů. K pohybu turbíny je využíváno principu Bernoulliho rovnice. Při proudění vítr vstupuje do turbíny větším otvorem a opouští ji otvorem menším. Tím dochází k tlakové změně, která vede k roztočení turbíny – při procházení větrné energie pohánějí ozubená kola generátor, který přeměňuje energii na elektřinu.

Funguje to!
Vývoj turbíny stále probíhá. První zkoušky s papírovými modely dopadly dobře. Turbína je nyní testována ve větrném tunelu na univerzitě v Lancasteru, kde byly pro tyto účely vytištěny 3D modely. V současnosti je cílem testů najít pro inovativní turbínu optimální materiál a velikost a samozřejmě maximalizovat její účinnost.
O-Wind turbíny by podle tvůrců mohly být díky svým kompaktním rozměrům instalovány na velkých konstrukcích, jako jsou strany budov, střechy nebo balkony, kde jsou rychlosti větru nejvyšší. „Doufáme, že O-Wind Turbine zlepší využitelnost a cenovou dostupnost turbín pro lidi na celém světě. Města jsou větrná místa, ale v současné době tento zdroj nevyužíváme,“ řekl Nicolas Orellana. Do budoucna autoři zvažují i možnost využití podobného modelu turbíny pro přílivové elektrárny.

Petr Sedlický

Publikováno: 30. 5. 2019 | Počet zobrazení: 1454 317