Германски учени разработиха революционна вятърна турбина с ефективност на границата на възможното

Германски изследователи от Института за приложни изследвания на полимери (IAP) на Фраунхофер, в сътрудничество с BBF Group са разработили революционна миниатюрна вятърна турбина, която открива пътя към децентрализираната възобновяема енергия. Тази компактна система съчетава усъвършенствана аеродинамика и технологии за производство на композитни влакна, за да генерира ефективно електроенергия дори при слаб вятър.

За разлика от традиционните малки турбини, които изискват скорост на вятъра от около 4 метра в секунда, за да започнат да работят, новият модел започва да се върти при 2,7 метра в секунда, което го прави идеален за региони с нестабилни ветрови условия като Берлин-Бранденбург. Разработчиците подчертават:

„Нашата цел е да използваме най-ефективно вятърната енергия за производство на електроенергия“.

Тестовете във ветровия тунел демонстрират изключителните характеристики на турбината: тя достига скорост на въртене от 450 оборота в минута и осигурява до 2500 W при скорост на вятъра от 10 метра в секунда, което е с 83% повече от подобни системи на пазара.

Ефективността е 53%, като се доближава до теоретичната граница на Бец от 59%. Освен това общото тегло на турбината е намалено с 35%, благодарение на олекотената конструкция на ротора, което увеличава мобилността ѝ и намалява разходите за монтаж, насърчавайки крайните потребители и предприемачите да възприемат технологията.

Тайната на успеха се крие в необичайните лопатки на ротора, изработени от влакнести композитни материали под формата на две кухи черупки без сърцевина от пяна.

Производството е осъществено с помощта на промишлен 3D принтер с работно поле 2 × 2 метра и автоматизирана система за поставяне на влакна (AFP), която осигурява точното поставяне на лентите с влакна, последвано от втвърдяване на смолата.

Автоматизираният процес свежда до минимум дефектите, намалява теглото и позволява създаването на компактни компоненти. Многослойната структура на лопатките ги прави еластични: по време на бурни ветрове те се огъват по такъв начин, че автоматично забавят въртенето, предпазвайки централата от срутване без никакви системи за аварийно изключване или стабилизиране.

Разработчиците изработват 5 прототипа на новата турбина и ги предават на BBF Group за полеви изпитвания на различни места и при различни условия, за да се оцени влиянието на височината и местоположението на турбината върху производителността. В бъдеще екипът планира да усъвършенства роторите, като премине към рециклируеми мономатериали, за да подобри устойчивостта. Този проект не само демонстрира потенциала на влакнестите композити за подобряване на здравината и издръжливостта на малките турбини, но също така подчертава ролята на иновациите в създаването на персонализирани решения за децентрализирана енергия, които помагат за намаляване на зависимостта от изкопаеми източници.