Norská firma World Wide Wind chce vnést čerstvý vítr do výroby elektrické energie na moři. Její plovoucí větrné turbíny se svislou osou (VAWT) mají dvě sady lopatek, které jsou nastavené na protiběžné otáčení – a oproti největším turbínám současnosti slibují více než dvojnásobný výkon.
Přesunutí větrných elektráren na širé moře může přispět k tomu, že nebudou tolik překážet a otevřou se další možnosti. Spolu s tím, jak se oceán prohlubuje, však dávají konvenční větrné turbíny s horizontální osou (HAWT) stále menší smysl.
Klasické větrné elektrárny mají spoustu těžkých součástí – převodovky, generátory, a především kolosální lopatky na vrcholu dlouhého stožáru. Jejich montáž na plovoucí plošiny, které se nesmí převrátit, je velkou výzvou – nemluvě o komplikované údržbě tak vysoko umístěné turbíny.
Nebývalý výkon
Právě při instalacích na moři mohou větrné turbíny se svislou osou zazářit. Jejich lopatky směřují vzhůru, ale všechny ostatní těžké komponenty jsou ve spodní části, takže mají přirozenou tendenci zůstat ve vzpřímené poloze. Navíc mohou získávat větrnou energii z jakéhokoli směru, aniž by se musely otáčet proti větru, což dále snižuje nároky na konstrukci zařízení.
V rámci objektivity je nutné podotknout, že elektrárny typu VAWT bývají obvykle výrazně méně účinné než běžné třílopatkové HAWT, protože při stejné síle větru vyrábějí méně energie. Na druhou stranu je lze umístit blíže k sobě, aniž by se tím snížil jejich výkon, což znamená, že by potenciálně mohly na stejné ploše získávat více elektřiny.
World Wide Wind navrhla zcela nový typ plovoucí větrné elektrárny, která je určena pro nasazení na moři a jednou z jejích zásadních výhod je škálovatelnost. Jedná se vlastně o dvě turbíny se svislou osou; spodní je připevněna k vnějšímu plášti věže a je nastavena na otáčení jedním směrem, horní je připevněná k hřídeli vedoucí přímo středem věže a je nastavená na otáčení opačným směrem.
Princip fungování protiběžné vertikální turbíny
Zásadním prvkem tohoto řešení je připojení turbín. Zatímco jedna turbína je připevněna k rotoru, druhá je připojena ke „statoru“. Tím se relativní rychlost otáčení oproti řešení se statickým statorem zdvojnásobí a vyrobí tak až dvakrát více elektrické energie. Firma toto řešení označuje jako protiběžnou vertikální turbínu (CRVT).
Mohou být kolosální
Nejtěžší části, které vyžadují nejvíce údržby, se nacházejí ve spodní části – pod plovoucím pontonem, přímo u místa, kde jsou připevněna kotvící lana a přívodní kabel. Turbína je tedy konstruována tak, aby stála dokonale vzpřímeně. Obrovské věže se sice naklánějí podle větru, ale schopnost náklonu jim pomáhá odolávat náhlým prudkým poryvům větru a škodlivým vibracím.
Protiběžné vertikální turbíny
Zatímco největší větrná turbína klasické konstrukce MingYang Smart Energy 16.0-242 je vysoká 242 metrů a má jmenovitý výkon 16 MW, World Wide Wind míří podstatně výš. Přelomové turbíny by mohly vyrůst až do výšky 400 metrů a poskytovat výkon až 40 megawattů.
V rozhovoru pro Recharge zástupci firmy naznačili, že předpokládané náklady na energii (LCoE) jsou nižší než 50 amerických dolarů (cca 1240 Kč) za megawatt. To je méně než polovina hodnoty, kterou předpokládá americký Úřad pro energetické informace pro průměrný projekt větrné elektrárny na moři uváděný na trh v roce 2027.
Norové hodlají do roku 2026 zprovoznit 3MW model a o tři roky později chtějí předvést verzi s výkonem 40 MW. Firma již ohlásila spolupráci s Uppsalskou univerzitou, společnostmi Sinted, North Wind, Kjeller Vindteknik, Norwegian Energy Partners a Norwegian Offshore Wind Cluster.