Také u větrných elektráren probíhá vývoj s cílem zvýšit výkon za přiměřenou cenu. Zlepšení se zkrátka musí ekonomicky vyplatit. Změna přitom nemusí být příliš nápadná, v minulosti tomu například při zmenšení gondoly s automatickou regulací kmitočtu oproti gondole s automatickou převodovkou. Konstrukční změna popsaná v článku rovněž není ze země příliš viditelná. Přesto je její energetický zisk poměrně zajímavý.
Výtah z článku, který vyšel v časopise Energie 21 č. 3/2021.
Německá společnost Evoblade je organizačně spojena s Institute of Aerospace Technology (IAT) na Univerzitě v Brémách. Spolu s firmou Deutsche Windtechnik poměrně nedávno vyvinula a úspěšně otestovaai aerodynamickou optimalizaci listů větrných turbín s patentově chráněnou technologií průtokového prvku EvoFlap.
Nový průtokový prvek EvoFlap je spoiler s odtokovou hranou, který umožňuje snížit mechanické zatížení listu v oblasti kořene listu a zvýšit výkon rotoru. Zlepšuje totiž proudění kolem kořene listu, čímž se zvyšuje točivý moment. To vede ke zvýšení efektivity činnost elektrárny a má i kladný vliv na její životnost. Nový prvek lze namontovat i dodatečně a pro každý typ listu větrné elektrárny, optimálně se jmenovitým výkonem od 1 do 3 MW. Investice se obvykle zaplatí za 3 až 4 roky. Dodatečnou montáž lze provádět přímo na zavěšený list rotoru.
V zásadě lze EvoFlap přizpůsobit různým typům listů rotoru. Jako základ bylo zvoleno zařízení typu NEG Micon NM 82 se jmenovitým výkonem 1,5 MW a zvolenou délkou listu rotoru 40 m. Průtokový prvek vyvinutý pro tento účel v sendviči s cílovou skupinou do celkové délky 10 m je rozdělen do sedmi segmentů,
Návrh byl spojen s monitorováním zvýšení výkonu. Společnost ROMO Wind použila pro validaci roční výroby energie nezávislé sledování výkonu před turbínou pomocí iSpin spinneru s použitím technologie anemometrů. Měření rychlosti větru před turbínou má výhodu, že referenční rychlost větru je měřena nerušeně a přímo. Kromě toho se sledovala i druhá (sousední a neupravená) turbína stejného typu s iSpin technologií.
Určení výkonu jednotlivé turbíny na základě rychlosti větru je obecně obtížné, ne-li nemožné. V dnešní době se měření výkonu ve větrných farmách omezuje na jednotlivé turbíny s volnými větrnými sektory, definovanými plochými oblastmi s využíváním vyhrazených stožárů. I když metoda laserového dálkového měření LIDARy má potenciál měřicí stožáry nahradit, je zatížena podobným omezením, jako ony.
Jediným zdrojem měření rychlosti větru, který je k dispozici na každé turbíně, je proto anemometr na gondole. Ten ale neposkytuje ani smysluplný ani důvěryhodný vstup pro měření výkonu. Technologie spinového anemometru iSpin může tento stav změnit a poskytnout větší transparentnost a přehled také o výkonu turbíny.
Simulací dat se zjistilo, že roční výroba elektrické energie by se po montáži EvaoFlapu měla zvýšit asi o 6 % při průměrné rychlosti větru 7 m/s, což je výborný výsledek. A nejnovější výsledky za celý poslední rok to potvrdily. Kromě zvýšení dodatečného výnosu energie lze prokázat, že EvoFlap zvyšuje ohybovou a torzní tuhost listu rotoru, což má pozitivní vliv i na životnost listu rotoru. V závislosti na době používání EvoFlap je možné při plánované životnosti 20 let její prodloužení o 1,2 až 2,6 roku“, vysvětluje Frank Kortenstedde ze společnosti Evoblade.
Testování potvrdilo, že parametry inovace jsou uspokojivé a potvrdil se i možný přenos technologie. Dodatečná montáž je v současnosti spíše výjimkou, ale výzkumný projekt prokazuje vysoký potenciál.
Jaroslav Peterka (Zdroj: www.romowind.com)
Obrázky:
Nový tvar rotoru a kořene listů klade menší odpor při proudění větru
Konstrukce prvku EvoFlap je sestavena ze sedmi dílů
Probíhá testování dalších prototypů průtokových prvků
Větrné farmy by mohly díky EvoFlapu zvýšit výkon asi o deset procent
