O echipă de ingineri din SUA propune un nou design al turbinelor eoliene maritime plutitoare, care ar fi mult mai uşoare şi accesibile

O echipă de ingineri de la start-up-ul American Offshore Energy (AOE) a prezentat şi a aplicat pentru patentarea unui design nou al turbinelor eoliene maritime ce plutesc pe apă, care ar putea fi de zeci de ori mai ieftine în producţie decât turbinele mari cu o singură elice, care domină în prezent.

Cea mai importantă deosebire în designul noii turbine eoliene e că nu există nici o elice clasică, centrală şi înaltă, care ar avea nevoie de un balast pe măsură pentru a-şi menţine echilibru. Turbina celor de la AOE are 4 pale sau mai multe, asemănătoare velelor de bărci, fixate de câte un tub vertical, toate tuburile fiind unite într-o structură circulată comună, fixată de trei balasturi de beton, la adâncime mică. Designul a fost inspirat de la bărcile de mare viteză, folosite în competiţii maritime.

Cum se generează electricitatea, deci? Generatorul de energie este însăşi structura circulară de jos. Partea care are barele cu vele fixate de ea se roteşte, iar partea fixată de balast e nemişcată. Respectiv, mişcarea circulară e cea ce produce electricitate, iar diametrul şi proiectarea ei permite generarea directă a electricităţii la 60 Hz şi trei faze de curent alternativ AC, eliminând necesitatea unui transformator pentru transportarea eficientă a electricităţii.

Foto: Imagine din aplicarea pentru patent, ce ilustrează structura internă circulară a generatorului de la bază

O caracteristică esenţială a construcţiei presupune că partea de sus trebuie executată din materiale rigide, dar foarte uşoare, în timp ce partea de jos e mai grea. Astfel, se asigură un centru de greutate coborât şi o structură care-şi menţine echilibrul prin acel centru de greutate jos şi prin echilibrarea reciprocă a forţelor palelor situate simetric pe circumferinţa cercului. Întreaga structura va fi ancorată de fundul mării, pentru a rămânea în aceeaşi poziţie.

Foto: Imagine din aplicarea pentru patent, structura circulară de la bază care are rol de generator şi balasturile de sub ea, care stau în apă

Inginerii spun că astfel se elimină necesitatea structurilor imense de oţel, necesare pentru turbinele eoliene actuale, dar şi necesitatea a mai multor mecanisme cu roţi dinţate şi alte structuri complexe. Folosirea materialelor uşoare, precum fibra de sticlă, ar reduce substanţial şi costurile, de zeci de ori. Inginerii spun că designul lor e scalabil în dimensiuni, însă nu oferă parametri clari de putere, care ar putea fi asigurată prin designul nou de turbină eoliană, pentru a putea compara eficienţa folosirii spaţiului şi costurilor în raport cu turbinele actuale. Or, turbinele maritime flotante de azi pot ajunge la 8,6 MW putere per unitate, cum e în cazul recent inauguratului parc de turbine flotante în apele Norvegiei. Deci, e o putere uriaşă pentru o singură turbină flotantă, care poate fi greu de atins cu structuri mai mici şi mai uşoare. Totuşi, inginerii din SUA dau un parametru de comparaţie, şi anume menţionează că pentru fiecare MW de putere a electricităţii generate, turbina lor are nevoie de doar 10% din greutatea unei turbine normale.

Principalul argument al inginerilor este preţul redus de producţie, raportat la puterea generată, iar faptul că turbina e flotantă lărgeşte aria de suprafeţe maritime unde ar putea fi montată, ajutând astfel ţările să-şi sporească rapid capacitatea de generare a energiei eoliene, cu investiţi mai mici în achiziţia turbinelor şi costuri mult mai mici în montarea lor şi mentenanţa ulterioară.