Innováció

A szélenergia jövője

NRGreport | 2022.03.14. 04:00

Számos vállalat fejleszt olyan technológiákat, például nagyméretű sárkányokat, amelyek akár fél mérföldes magasságban is képesek a szélenergia hasznosítására. Bár még ezek csak kialakulóban van, a légi szélenergiát potenciálisan távoli helyeken is lehetne használni. 

Ha felnézünk Mauritius fehér homokos strandján az égre, egy óriási vitorlát láthatunk, amely hasonlít a siklóernyősök vagy a kite-szörfösök által használt vitorlához, de valójában egy három hálószobás lakás méret nagyságú. A vitorla nem turisztikai látványosság – a kelet-afrikai partoknál fekvő szigetország elektromos hálózatának áramellátását szolgálja.

A SkySails Power német cég által decemberben elindított hatalmas szárny a világ első teljesen autonóm kereskedelmi “légi szélenergia” (AWE) rendszere. A vállalat szerint az elmúlt két hónapban valamivel a kitűzött 100 kilowattos cél alatt teljesített – ami jellemzően 50 háztartás áramellátásához elegendő. Ez a sziget villamosenergia-szükségletének csak egy apró töredéke, de a SkySails reményei szerint a jövő jele.

Mivel a világ a nulla nettó kibocsátás felé tart, a jövőbeni villamosenergia-termelés szinte minden útja nagy szerepet szán a szélnek, ahogy már korábban is írtuk. A Nemzetközi Energiaügyi Szövetség előrejelzése szerint a szélenergia 2050-re 11-szeresére nő, és a szél- és napenergia együttesen a bolygó villamosenergia-szükségletének 70 százalékát fogja fedezni. A mezőkön és hegygerinceken világszerte egyre növekvő számú szélturbinának köszönhetően a szélenergia költsége az elmúlt évtizedben mintegy 40 százalékkal csökkent.

Egyes szakértők szerint azonban ezek a hatalmas turbinák nem mindig a legjobb megoldások – drága vagy logisztikailag lehetetlen telepíteni őket távoli helyeken vagy mély vizeken, és egyszerűen nem érik el azokat a magaslatokat, ahol a szél a legerősebben fúj. Ezeken a helyeken a sárkányrepülés lehet a megoldás. Több tucatnyi vállalat és egy maroknyi tudományos intézmény vizsgálja jelenleg a légi lehetőségek sokaságát. Ezek a sárkány zsinórjának rántását és húzását hasznos energiává alakító puha szárnyaktól kezdve a turbinákat és generátorokat hordozó, összetett merev járművekig terjednek, amelyek egy kötélen keresztül áramot szállítanak. A támogatók szélerőműparkokat képzelnek el, amelyekben több száz sárkányt helyeznek el uszályokhoz kötve a mély vizekben, messze a tengerparton.

A légi rendszereknek van néhány kulcsfontosságú előnyük – mondja Lorenzo Fagiano, a Milánói Politechnikai Egyetem mérnöke, aki tagja a 2019-ben alapított Airborne Wind Europe iparági szövetség elnökségének. Egyes országokban egyre kevesebb a szélerőművek számára alkalmas földterület van. A szélerőműveknek jellemzően 71 hektárra van szükségük egy megawatt előállításához, szemben a fosszilis tüzelőanyaggal működő erőművek 12 hektárjával, és az ideális helyszínek előbb-utóbb elfogynak.

“Az első szélfarmok a legjobb helyeken vannak telepítve, és a legjobb helyek korlátozottak” – mondja Cristina Archer, a Delaware-i Egyetem Szélkutató Központjának (CReW) igazgatója.Ráadásul általában minél magasabbra megyünk, annál jobban fúj a szél.“A szélsebesség kétszeres növekedése nyolcszoros teljesítményt jelent” – mondja Fagiano.

Egy légi rendszer akár 800 méter magasra (fél mérföldre) is felérhet, ami jóval a legmagasabb szélturbinák 200-300 méteres csúcsa felett van. A nagy magasságban termelt szélenergia elméleti globális határa a becslések szerint körülbelül 4,5-szer nagyobb, mint amit a földfelszínen lehetne kitermelni.

Viszonylag olcsó és egyszerű egy szárnyat egy távoli helyre vinni, teszi hozzá Fagiano; ezek a rendszerek konténerben érkeznek, és bárhová el lehet vinni őket, ahol van út vagy dokk. Egy lehorgonyzott uszályhoz is hozzá lehet kötni őket mély vizeken, ahol egy hagyományos szélturbina nem tud megállni. Magasságuk változtatható, így felfelé vagy lefelé mozgathatóak, ahol a szél a legerősebben fúj, ami gyakran változik az évszakok szerint.

“Ez egy nagyon jó ötlet” – ért egyet Archer. “A vonzerő az egyszerűségében rejlik, ami az anyagokat és a költségeket illeti. De ez nem fogja helyettesíteni a hagyományos szélerőműveket” – teszi hozzá Archer.

Ám a támogatók szélerőműparkokat képzelnek el, amelyekben több száz sárkányt tartanak uszályokon a mély vizekben, messze a tengerparton, míg az egyes szárnyak – vagy kisebb tömbök – kibontakozhatnak, hogy távoli szigetek, ideiglenes katonai létesítmények vagy hegyvidéki bányászati műveletek energiaellátását segítsék.

Ezek az ötletek már évtizedek óta léteznek, de a szélerőművek, sárkányok, szárnyak vagy drónok szélerőművekbe való beépítéséhez vezető út rögös volt. 2020-ban például egy, a Google által felvásárolt, a levegőben szállított szélenergiával foglalkozó vállalat hírhedten beszüntette működését, miután a mérnökök nem tudták gazdaságosan működtetni a rendszerüket. A technológia könnyebb, egyszerűbb változatait alkalmazó cégek, mint például a SkySails, azonban mostanra kereskedelmi forgalomba kerültek. Az amerikai energiaügyi minisztérium 2021-ben a kongresszusnak készített jelentése arra a következtetésre jutott, hogy az ötletben nagy lehetőségek rejlenek: a légi rendszerek valószínűleg ugyanolyan nagyságrendű energiát tudnának begyűjteni, mint a földi szélrendszerek az Egyesült Államokban, de hozzáteszik, hogy a technológiának még hosszú út áll előttünk, mielőtt a nemzet energiamegoldásának fontos részévé válhatna.

 

 

Forrás: e360.yale.eud

Kép forrása: pexels

  NRGreport
Bejegyzés megosztása
Ajánlott cikkek
Iratkozz fel hírlevelünkre!
©2022 NRGREPORT, Minden jog fenntartva.