Latająca elektrownia w USA

Naukowcy i inżynierowie z USA skonstruowali elektrownię wiatrową, której elementem pracującym jest bezpilotowy samolot elektryczny wyniesiony na wysokość 200 m. Tam jego silniki pracują jako generatory o mocy 5 kW – poinformował magazyn Technology Review.

Inżynierowie i naukowcy pracujący dla amerykańskiej firmy technologicznej Makani Power opracowali niecodzienne rozwiązanie do wytwarzania energii wiatrowej. Rozwiązanie to o nazwie Airborne Wind Turbine (AWT), składa się z samodzielnie latających samolotów bezpilotowych, w trakcie lotu pozyskujących energię.

Każda maszyna, Makani M1 to trójkadłubowy średniopłat o rozpiętości skrzydeł 7,92 m i wadze 54,5 kg. Po dolnej i górnej stronie trzech kadłubów umieszczone są wysięgniki ze śmigłami o dużym promieniu. Każde śmigło napędza wydajny, lekki generator, mogący służyć także jako silnik elektryczny. Cała maszyna umieszczona jest na automatycznej wyrzutni – wyciągarce i przymocowana do niej cienkim kablem energetycznym z oplotem z włókien węglowych.

Samolot posiada konstrukcję kadłubów z kompozytu węglowego; skrzydła mają konstrukcję żeberkową z pokryciem z lekkiego kompozytu, co zapewnia im elastyczność i jednocześnie wytrzymałość. Śmigła posiadają specjalnie wyprofilowane łopaty, co pozwala im uzyskiwać duży ciąg w stosunku do powierzchni.

Makani M1 startuje automatycznie, jeśli na wysokości 200 m szybkość wiatru przekroczy 3,5 m/s. Wtedy wyrzutnia-wyciągarka ustawia samolot pionowo, a do jego generatorów, pełniących wtedy rolę silników, dostarczana jest kablem moc. Umożliwia to start maszyny i wzniesienie się na 200 m, gdzie przechodzi ona w lot krążący. Dzięki szerokim skrzydłom u dużej powierzchni nośnej, samolot zatacza kręgi promieniu ponad 70 m w locie swobodnym na uwięzi, podobnie jak latawiec, a jego 6 silników elektrycznych działa jako generatory, wytwarzając energię przekazywaną kablem na ziemię, do umieszczonych podstawie wyrzutni baterii.

Zejście z pułapu krążenia i lądowanie obywa się także automatycznie, jeśli wiatr przekroczy zakładaną prędkość lub staje się zbyt słaby. Wówczas wyciągarka ściąga samolot z pułapu, w podobny sposób co latawiec, czujniki zmieniają zdalnie pozycję skrzydeł maszyny, a jej 6 generatorów pracuje w trybie silników, aby zrównoważyć opadanie. M1 ląduje na wyrzutni i po krótkim przeglądzie jest gotowy do następnego wystrzelenia.

Ten oryginalny sposób pozyskiwania energii ma zmniejszyć jej cenę. Według prezesa Makani Power, obecnie energia wiatrowa kosztuje 10 centów USA za 1 KWh, zaś energia z paliw kopalnych – 4 centy za 1 KWh; energia pozyskiwana z AWT ma, przy zainstalowaniu większej ich ilości, kosztować 3 centy za 1 KWh.

Seria testów, dokonanych w październiku i listopadzie br. w dawnej bazie lotnictwa Marynarki Wojennej USA w Oakland w Kalifornii, pozwoliła na ustalenie że egzemplarz testowy Makani M1 z czterema silnikami- generatorami posiada, jako generator, moc 5 kW. Według inżynierów, drobne zmiany konstrukcji np. zastosowanie lepiej wyprofilowanego kadłuba, śmigieł cztero- i sześciołopatowych zamiast obecnych dwułopatowych, sześciu generatorów silników i optymalizacja układu sterowania, pozwoliłyby na dwukrotne zwiększenie uzyskiwanej mocy.

Jak twierdzą naukowcy takie latające turbiny mogłyby być instalowane na brzegu morskim, gdzie wiatry są stabilne i dość silne przez większą część roku.

W ciągu następnych dwóch lat inżynierowie i naukowcy z Makani Power chcą zbudować maszynę o rozpiętości skrzydeł 26,82 m, która generowałaby 600kW energii – ponad 30 proc. tego, co generuje najczęściej instalowany typ turbiny wiatrowej. Na rozwijanie tej technologii Makani otrzymał grant 3 mln USD w programie ARPA-E Departamentu Energii USA.

Jeśli próby skonstruowania latającego skrzydła wytwarzającego 600kW energii zakończą się powodzeniem – badacze i inżynierowie z Makani Power zapowiadają konstrukcję „ o dużej rozpiętości i dopracowanej aerodynamice” wytwarzającą 5 MW energii. (PAP)

mmej/ tot/