Domowa turbina polskich studentów kosztowała 2 tys. euro. Kiedy się zwróci?

Domowa turbina polskich studentów kosztowała 2 tys. euro. Kiedy się zwróci?
Politechnika Łódzka / GUST

Na Politechnice Łódzkiej prowadzone są testy turbiny wiatrowej. Technologia rozwijana jest z myślą o wprowadzeniu jej na rynek. Członkowie zespołu naukowego badają między innymi nowe materiały i metody sterowania.

Zespół studentów z Politechniki Łódzkiej (PŁ) zwyciężył w finale międzynarodowego konkursu International Small Wind Turbine Contest. Polacy zdobyli dwie z trzech głównych nagród: w kategorii generalnej oraz w kategorii najwyższa roczna produkcja energii (AEP). Turbina wiatrowa autorstwa zespołu z PŁ zdobyła pierwsze miejsce, pokonując drużyny z Kanady, Holandii, Egiptu i Danii.

Na razie jeszcze nigdzie nie zainstalowano zwycięskiej turbiny wiatrowej. Jest ona na etapie projektu studenckiego GUST, jednak twórcy widzą w niej ogromny potencjał.

REKLAMA

Projekt realizują członkowie Studenckiego Koła Naukowego Energetyków (SKNE), które działa przy Instytucie Maszyn Przepływowych Wydziału Mechanicznego Politechniki Łódzkiej. GUST skupia studentów Politechniki Łódzkiej z Wydziałów: Mechanicznego, Chemicznego, Elektrotechniki, Elektroniki, Informatyki i Automatyki, Organizacji i Zarządzania, Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska oraz International Faculty of Engineering.

Testy turbiny wiatrowej, które są prowadzone na Politechnice Łódzkiej, pozwalają rozwijać tę technologię z myślą o wprowadzeniu jej na rynek. Dlatego członkowie zespołu badają nowe materiały i metody sterowania; sprawdzają między innymi, jak zachowuje się w tunelu w czasie pracy. To wszystko jest konieczne do rozpoczęcia procesu komercjalizacji.

Jeśli chodzi o produkcję energii, twórcy turbiny wiatrowej podkreślają, że w warunkach konkursowych, podczas International Small Wind Turbine Contest, przy prędkości wiatru 13 m/s osiągnięto ponad 1 kW mocy.

Ile energii może wyprodukować turbina w ciągu roku?

Jak podają konstruktorzy, sprawność zwycięskiej elektrowni wiatrowej osiąga 41 proc., co jest świetnym wynikiem w porównaniu z turbinami o podobnej rozpiętości łopat. Przyjmując, że średnia prędkość wiatru w Polsce zależnie od regionu wynosi 3-6 m/s, ta konstrukcja może wyprodukować – według jej twórców – do 900 kWh energii elektrycznej rocznie.

Produkcja energii przez turbinę wiatrową zależy od różnych czynników. Ważne są topografia terenu, otoczenie i miejscowe warunki wietrzne. Na rynku dostępnych jest wiele masztów o wysokościach rzędu 10-12 metrów i taką wysokość rekomendują projektanci. Twórcy uważają, że zapewni ona optymalne warunki pracy turbinie.

Innowacje a efektywność

Podczas prac nad modelem zgłoszonym do tegorocznej edycji konkursu International Small Wind Turbine Contest wdrożono pewne udoskonalenia w stosunku do poprzedniego modelu, które przyczyniły się do poprawy efektywności. Wdrożonymi w tym roku innowacjami były:

REKLAMA

  • ekologiczna, modułowa obudowa drewniana, umożliwiająca szybką wymianę komponentów,
  • zastosowanie biokompozytów do produkcji niektórych elementów turbiny,
  • przeniesienie większości komponentów systemu konwersji energii poza gondolę turbiny, do szafy sterowniczej,
  • zastosowanie tensometrów do pomiaru momentu skręcającego na wale, co umożliwiło lepszą analizę dynamiczną całego systemu,
  • przetestowanie dwóch wariantów rotora (3-łopatowego i 4-łopatowego z różną geometrią łopat).

Na pytanie o to, jak kolejne innowacje mogą się przełożyć na efektywność, twórcy elektrowni wiatrowej odpowiadają:

Mamy całe mnóstwo przemyśleń po konkursie, ale nie możemy zdradzać szczegółów, ponieważ konkurencja nie śpi! Kwestia nowych pomysłów na kolejny rok jest cały czas tematem otwartym, jednak już teraz jesteśmy pewni, że w najbliższym roku chcemy, aby kolejne elementy naszej konstrukcji były wykonane z udoskonalonego biokompozytu, oraz chcemy dalej rozwijać sekcję automatyki i przyjaznego dla użytkownika sterowania.

Ile kosztowała domowa turbina?

Jak wyjaśniają konstruktorzy zwycięskiej turbiny, dzięki kolejnym unowocześnieniom oraz zastosowaniu innowacyjnych materiałów, w tym biomateriałów, udało im się z sukcesem zmniejszyć koszt produkcji prototypu. Miał on wynieść około 2 tys. euro.

Badacze wyliczają, że dzięki osiąganej efektywności turbiny szacunkowy okres zwrotu inwestycji wyniesie około 8,5 roku.

Kiedy produkcja?

Od momentu rozpoczęcia projektu zespół otrzymał wiele ofert od firm zainteresowanych produkcją turbiny. Obecnie jednak twórcy są zobowiązani do przeprowadzenia dalszych badań i testów, aby upewnić się, że turbina spełnia wszystkie wymagania i jest gotowa do wdrożenia na większą skalę.

W tym momencie priorytetem dla nas jest rozwinięcie naszego projektu i maksymalne wykorzystanie potencjału technologicznego, który ma do zaoferowania. Mimo to jesteśmy otwarci na przyszłą współpracę z biznesem w celu komercjalizacji naszej turbiny. Jest to kwestia, którą będziemy rozważać w przyszłości, gdy osiągniemy odpowiednie etapy rozwoju i będziemy gotowi na ekspansję – informuje zespół GUST.

Dlaczego jest tak mało przydomowych turbin?

Dotychczas przydomowe turbiny wiatrowe w Polsce nie cieszyły się istotnym zainteresowaniem wśród prosumentów. W skali kraju powstało dotychczas zaledwie kilkadziesiąt takich instalacji. Istnieje kilka przeszkód i wyzwań, które mogą wpływać na niską liczbę przydomowych turbin wiatrowych. W korespondencji z portalem Gramwzielone.pl zespół GUST wskazuje na następujące bariery:

  • Wciąż relatywnie wysokie koszty początkowe: inwestycja w przydomową turbinę wiatrową może być kosztowna. Trzeba nie tylko kupić i zainstalować turbinę, ale też odpowiednio dostosować infrastrukturę, taką jak chociażby połączenie z szafą sterującą. Zespół z PŁ podkreśla, że wysokie początkowe koszty mogą odstraszać ludzi, zwłaszcza jeśli nie są pewni zwrotu z inwestycji.
  • Brak odpowiedniej lokalizacji: wydajność turbiny wiatrowej zależy od wielu czynników, jednak najważniejszym jest dostępność silnych, stałych wiatrów. Nie każde miejsce jest odpowiednie pod tym względem. Brak wystarczająco silnego wiatru w danym miejscu będzie skutkować niewielką produkcją energii, co wpłynie na opłacalność instalacji.
  • Ograniczenia wizualne i hałas: niektórzy mogą się obawiać, że turbiny wiatrowe negatywnie wpłyną na estetykę posiadłości lub wywołają uciążliwy hałas. Zdaniem twórców turbiny prawidłowo posadowiona instalacja (na odpowiednio wysokim maszcie i fundamencie) nie powinna jednak być uciążliwym sąsiadem.
  • Brak świadomości i edukacji: energetyka wiatrowa w Polsce od wielu lat jest marginalizowana. Zespół GUST podkreśla, że wiele osób nie jest świadomych korzyści z instalacji przydomowej turbiny wiatrowej lub nie ma wystarczającej wiedzy na temat technologii i potencjalnych oszczędności.

Katarzyna Poprawska-Borowiec

katarzyna.borowiec@gramwzielone.pl

© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.