Πηγή Εικόνας: https://www.iap.fraunhofer.de/en/press_releases/2025/lightweight-construction-for-efficient-small-wind-turbines-weak-wind-high-performance.htmlΟ δρόμος για την αποκεντρωμένη ανανεώσιμη ενέργεια ανοίγει ακόμα περισσότερο μετά την ανακάλυψη Γερμανών ερευνητών που παρουσίασαν μία ελαφριά και μικρή ανεμογεννήτρια ικανή να παράγει ηλεκτρική ενέργεια ακόμη και με τον πιο απαλό αεράκι.
Το σύστημα, που αναπτύχθηκε από το Ινστιτούτο Εφαρμοσμένης Έρευνας Πολυμερών Fraunhofer (IAP) σε συνεργασία με τον Όμιλο BBF, συνδυάζει προηγμένη αεροδυναμική με τεχνολογία σύνθετων ινών για να επιτυγχάνει αξιοσημείωτη απόδοση σε χαμηλές ταχύτητες ανέμου.
Ενώ οι συμβατικές μικρές ανεμογεννήτριες χρειάζονται συνήθως ταχύτητες ανέμου περίπου 4 μέτρα ανά δευτερόλεπτο για να αρχίσουν να περιστρέφονται, ο καινοτόμος ρότορας αρχίζει να περιστρέφεται με αέρα μόλις 2,7μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να λειτουργεί αποτελεσματικά σε περιοχές όπου οι συνθήκες ανέμου θεωρούνταν από καιρό πολύ αδύναμες για βιώσιμη παραγωγή ενέργειας.
«Στόχος μας είναι να χρησιμοποιήσουμε την ισχύ του ανέμου όσο το δυνατόν πιο αποτελεσματικά για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας», τονίζει, σύμφωνα με σχετική ανακοίνωση, ο Marcello Ambrosio, επικεφαλής προσομοίωσης και σχεδιασμού στο τμήμα έρευνας πολυμερών υλικών και σύνθετων υλικών (PYCO) του ινστιτούτου.
Καινοτομία στην αιολική ενέργεια
Οι δοκιμές σε αεροδυναμικό σωλήνα αποκάλυψαν ότι η τουρμπίνα μπορεί να φτάσει τις 450 στροφές ανά λεπτό και να παράγει ισχύ 2.500W με ταχύτητα ανέμου περίπου 10 μέτρα ανά δευτερόλεπτο, περίπου 83% πιο ισχυρό από τα συγκρίσιμα συστήματα που υπάρχουν σήμερα στην αγορά. Επιπλέον, η απόδοση της τουρμπίνας φτάνει το 53%, πλησιάζοντας το θεωρητικό μέγιστο του 59% που ορίζει ο νόμος του Betz.
Ο διευθύνων σύμβουλος του Ομίλου BBF, Raúl Comesaña M., τόνισε τη σημασία των αποδοτικών μικρών ανεμογεννητριών για την επίτευξη ανεξάρτητης ενεργειακής τροφοδοσίας.
Ισχυρή απόδοση
Το μυστικό πίσω από την εξαιρετική απόδοση του συστήματος βρίσκεται στα πτερύγια του ρότορα, τα οποία είναι κατασκευασμένα από δύο κελύφη σε ελαφρύ σχεδιασμό. Είναι επίσης κατασκευασμένα από σύνθετα υλικά ινών.
Αυτά παράγονται με την ακριβή τοποθέτηση λωρίδων ινών σε ένα καλούπι, το οποίο σκληρύνεται με ρητίνες ή άλλα πλαστικά για να σχηματίσει ένα εξάρτημα. Σε σύγκριση με τα συμβατικά σχέδια, τα οποία είναι κατασκευασμένα με πυρήνα από αφρό, τα νέα εξαρτήματα είναι κούφια στο εσωτερικό τους. Αυτό μειώνει το συνολικό βάρος τους έως και 35 τοις εκατό.
Η ομάδα σχεδίασε ειδικά το καλούπι για τα πτερύγια του ρότορα. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν έναν βιομηχανικό εκτυπωτή 3D που μπορεί να εκτυπώσει αντικείμενα μεγέθους έως 6,5 x 6,5 πόδια (δύο x δύο μέτρα).
Χρησιμοποιώντας ένα σύγχρονο σύστημα αυτόματης τοποθέτησης ινών (AFP), τοποθέτησαν με ακρίβεια τις λωρίδες ινών στο καλούπι. H πλήρως αυτοματοποιημένη διαδικασία εξασφάλισε εξαιρετική ποιότητα, ελαχιστοποίησε τις επικαλύψεις σε σύγκριση με τη χειροκίνητη τοποθέτηση και επέτρεψε την παραγωγή πιο συμπαγών και ελαφριών εξαρτημάτων.
Μια ειδική δομή από ελάσματα επιτρέπει στον ρότορα να αντέχει σε ισχυρούς ανέμους. Όταν η ταχύτητα του ανέμου αυξάνεται, επιβραδύνει αυτόματα την περιστροφή της τουρμπίνας, προστατεύοντάς την από υπερφόρτωση. Αυτή η ενσωματωμένη λειτουργία εξαλείφει την ανάγκη για πολύπλοκα συστήματα ελέγχου.
