Turbína pro domácnost poskytuje o 83 % vyšší výkon, a to i v oblastech se slabým větrem

Díky vývoji nových, lehkých rotorů vytvořili inženýři v Německu malou větrnou turbínu, která vyniká účinností, i když zrovna nefouká silný vánek. Tento vývoj je velkým krokem k efektivní výrobě zelené domácí energie.

Turbíny byly vyvinuty výzkumníky z Fraunhoferova institutu pro výzkum aplikovaných polymerů spolu s BBF Group, stavební a inženýrskou firmou v regionu Berlín a Braniborsko. Zvýšení účinnosti přišlo díky tomu, že rotory byly duté místo vyplněné pěnou, jak je tomu u většiny lopatek větrných turbín.

K jejich vytvoření vědci nejprve použili 3D tisk k vytvoření forem pro každou polovinu rotoru. Poté se pomocí systému automatizovaného ukládání vláken položí pásy kompozitních vláken do forem s milimetrovou přesností, čímž se vytvoří laminátová struktura. Jakmile jsou obě strany spojeny dohromady, jejich struktura jim umožňuje odolat silnému větru.

„Jednotlivé vrstvy kompozitního materiálu jsme navrhli tak, aby se listy rotoru mohly v bouři pružně ohýbat a vybočovat z větru,“ říká Marcello Ambrosio z Fraunhofer. Tím se automaticky sníží jejich rychlost a zabrání se přetížení.

To znamená, že rotory skutečně předvádějí svou schopnost ve slabém větru. Jejich snížená hmotnost a vylepšený aerodynamický design jim umožňují začít zatáčet ve větru o rychlosti 2,7 metru za sekundu (8,9 stop za sekundu). To je o něco méně než čtyři metry za sekundu (asi 13 stop za sekundu), které obvykle vyžadují podobné turbíny, takže jsou ideální pro použití v oblastech, kde obvykle nefouká silný vítr.

Při testování dosáhly turbíny 450 otáček za minutu a mohly vydat 2 500 wattů při rychlosti větru 10 metrů za sekundu (32,8 stop za sekundu). Díky tomu jsou o 83 % výkonnější než podobné turbíny, které jsou v současnosti na trhu, říkají vynálezci. Ve skutečnosti byly turbíny schopny dosáhnout účinnosti 53 %, což je jen plachost Betzův zákonteorém, který říká, že žádná větrná turbína by nebyla schopna přeměnit více než asi 59,3 % energie větru na energii otáčením listů rotoru.

Skupina BBF nyní testuje pět prototypů turbín. Turbíny jsou dostatečně malé na to, aby mohly být instalovány v domácím prostředí, a mohou dosáhnout maximální výšky 10 m (32,8 stop), aby zachytily větrné proudy. Tým také říká, že turbíny by mohly najít využití pro organizace na pomoc při katastrofách, které chtějí dodávat energii v nouzových situacích.

Po dokončení testování budou týmy dále optimalizovat rotory a pracovat na jejich vytvoření s monomateriálem namísto kompozitu, což usnadní jejich recyklaci na konci jejich životnosti.

„Účinné malé větrné turbíny významně přispívají k nezávislému zásobování energií,“ uzavírá Raúl Comesaña Macias, výkonný ředitel skupiny BBF. „Jako projektový developer a stavební společnost v regionu Berlín-Brandenburg tímto projektem demonstrujeme, jak mohou koneční spotřebitelé a podniky navrhovat decentralizovanou výrobu energie individuálně a udržitelně.“