A SzVER, azaz Szél Vihar Erőmű Robot szellemi atyja és a szabadalom kizárólagos tulajdonosa Oroszi László, aki már igen komoly renomét szerzett magának az energetika és a sport területén benyújtott szabadalommal védett találmányaival. Az Adidas céggel 2000-től 2017-ig folytatott, és végül megnyert maratoni hosszúságú perében (szellemi tulajdonért folytatott szabadságharcában – ahogy ő fogalmaz) országos hírnévre tett szert, miután a neves cipőgyártó multicég eltulajdonította az Oroszi László által megálmodott, szabadalmi oltalommal védett speciális futballcipő modellt, amit azóta is gyártanak. Az alábbiakban Bakonyi Zoltán, a SzVER projektmenedzserének írása olvasható. 

A Genius-díjas feltaláló már 1981 óta foglalkozik a megújuló energiát hasznosító találmányokkal mind a vízenergia, mind pedig a szélenergia területén. Az Európai Unió által tavaly decemberben Magyarország számára is megnyitott jelentős REPowerEU pénzügyi források, valamint a legújabb, az energetika ágazatot pozitívan érintő kormányrendeletek igen kedvező hátteret teremtenek a magyarországi szélenergia hasznosítás irányában történő kutatás-fejlesztési tevékenységek felgyorsításához.

Megbízható világpiaci előrejelzések 2050-re a világ jelenlegi szélerőmű termelői kapacitásai 50-szeresére történő növekedését prognosztizálják.

Ezen pozitív tendenciákhoz és kedvezőbbé váló feltételekhez igazodva az elmúlt év decemberében Oroszi László Vertical axis wind turbine system for power generation (Függőleges tengelyű szélturbina rendszer energiatermelésre), más néven Szél Vihar Erőmű Robot, (SzVER) címmel szabadalmaztatott találmányára PCT/HU2023/050086 szám alatt nemzetközi szabadalmi oltalmat nyújtó PCT bejelentést tett.

Kilenclapátos SzVER paraméterei. (Fotó: SzVER)

Miben más a SzVER, mint a többi függőleges tengelyű szélturbina?

A találmány lényege és újdonsága röviden összefoglalva abban áll, hogy a jelenleg világszerte elterjedt, hagyományos vízszintes tengelyű szélerőművekkel ellentétben a SzVER szélerőmű egy függőleges tengely körül vízszintes síkban forgó, variálhatóan modulos rendszerű szélkerék szerkezetből áll (lásd fenti rajzok), amelynek teljesítménye, hatásfoka és főleg költségei és ára versenyképes a hasonló méretű, hagyományos HAWT szélerőművek paramétereivel.

Újszerű, költséghatékony megoldásai miatt szervizigénye minimális, üzemeltetése olcsóbb.

A piacon található többi függőleges tengelyű (Savonius és Darrieus típusú) szélturbinákhoz képest az a lényeges eltérés, hogy ezek lapátjai jóval kisebbek és keskenyebbek, s így jóval kisebb szélenergiát tudnak befogni, alacsony hatásfok mellett, miközben a SzVER szélturbina teljesítménye és hatásfoka a rárakott modulok számának függvényében jelentősen növelhető.

Amellett, hogy a SzVER rugalmasan telepíthető akár nagy teljesítményű szélerőmű parkokban, arra alkalmas vidéki telephelyeken, akár kisebb teljesítményű, az adott helyi energiaigényhez adaptált modellekkel városi környezetben, a találmány szerinti szélerőmű előnyös módon kiküszöböli a hagyományos szélerőművek jellegükből adódó komoly hátrányos jellemzőit és korlátait, mint:

• A SzVER esetében a robusztus energiaátalakító és vezérlő berendezéseket magába foglaló több tonna súlyú gondola (gépház) előnyösen a földszintre telepíthető, ami nagymértékben lecsökkenti a szerelés, üzemeltetés és karbantartás tetemes költségeit.
• A hagyományos szélerőműveket külön költséges mechanikával folyamatosan a szél irányába kell beállítani, miközben a SzVER erőmű szélirány független működésű. A hagyományos szélerőművek csak egy korlátozott, fix légsebesség tartományban működnek, nagyobb sebességnél a meghibásodás veszélye miatt a lapátokat ki kell fordítani, vagy le kell állítani, miközben a SzVER szélkerék esetében nincs sem alsó, sem felső szélsebesség limit, vagyis akár szélviharban is képes áramot termelni.
• A SzVER szélerőmű nagyságrendekkel kisebb méretű alapozást igényel, nem veszélyes a madárvilágra, valamint rajban történő telepítéskor egységnyi területre kedvezőbb egységáron jóval több turbina telepíthető.
• Az aszimmetrikus, csillagszerkezetes lapátelrendezés, a szabad szélenergia hasznosításának egy új kategóriát teremtő innovatív megoldása, ahol az aktív szélfelfogó homorú lapátfelület 1/3 lapátmérettel megnövekszik, miközben a forgás ellen ható, széltaszító domború lapátfelület 1/3 mérettel csökken.

Az aszimmetrikus, csillagszerkezetes lapátelrendezés, a szabad szélenergia hasznosításának egy új kategóriát teremtő innovatív megoldása. (Fotó: SzVER)

A SzVER erőmű konstrukciós, gazdasági és technikai előnyei

Egyedi konstrukció: A szabad szélenergia hasznosításának új kategóriát teremtő innovatív megoldása a függőleges tengelyű, csillag-szerkezetvázas, aszimmetrikus lapát elrendezésű SzVER szélkerék. Az aszimmetriából eredően a szerkezet eddig máshol nem tapasztalt, páratlan újdonsága, hogy a szélirány felöli homorú lapátoldalak megközelítőleg 1/3 mérettel hosszabbak, mint ugyanazon szélkerék széllel szemben visszafele forgó lapátjainak domború hátoldalai. A lapátkerékre forgás közben ható aerodinamikai erőkomponensek folyamatos egymásra hatása és szinergiája hozza létre a turbina lapátjait forgató eredő erőt és az abból adódó forgatónyomatékot. A cápabőr felülethez hasonló hatású felület a lapátok homorú szélfogó felületén lehetővé teszi a tolóerő és a súrolóerő hatásfokának növelését. A lapátok hátulján csökkenti a súrolóerő és a fékezőerő nagyságát.

Költséghatékony: Jóval alacsonyabb várható beruházási költség annak köszönhetően, hogy a SzVER-nél csak a szélkerekek kerülnek a torony tetejére. A gépház, az energiaátalakító és -tároló berendezések, a hajtómű, a generátorok a földre, vagy annak közelébe telepíthetők. Ezáltal igen jelentős szerelési, üzemeltetési és karbantartási költségek takaríthatók meg. Jóval karcsúbb alapozást igényel. Nincs limitálva a működési szélsebesség tartomány, mint a hagyományos szélerőműveknél. Alacsony szélsebességnél is termel áramot, de akár szélvihar esetén is biztonságosan és jó hatásfokkal üzemeltethető. Mobil változata közúton is szállítható. Robot üzemmódban működtethető, távirányítással ellenőrizhető és javítható. Felszerelhető akár meglévő vízszintes tengelyű szélfarmokra, a meglévő gondola helyére.

Széliránytól független működés: A függőleges tengelyű és vízszintes keréksíkkal rendelkező szélkereket bármilyen irányú és erősségű szél képes tartósan meghajtani, mivel a homorú szélfelfogó lapátfelületekre érkező szél döntően tolóereje jelentős közvetlen forgató nyomatékot fejt ki a forgó tengelyre. Ez a konstrukció lehetővé teszi az egy irányban történő forgást váltakozó szélirány és kavaró szélmozgás közben is, azaz nincs szükség költséges szélirányt követő és szélirányba beállító rendszer kiépítésére.

Oroszi László 1981 óta foglalkozik a megújuló energiát hasznosító találmányokkal mind a vízenergia, mind pedig a szélenergia területén. (Fotó: SzVER)

Rugalmas, innovatív modulos rendszer: A szél nyomóerejét hatékonyan felhasználó kapcsolódási felület és ezáltal a kimenő hasznos teljesítmény az egymás felett modulszerűen elhelyezett szélkerekek számának a növelésével a helyi igényekhez igazítható. Az egyes szélkerék csoportok közé szükség szerint lapát nélküli, úgynevezett távtartó modulok szerelhetők fel, ahol a létrehozott légrés szívó hatása jelentősen fokozhatja az alatta és felette forgó szélkerekek forgatónyomatékát. A szélfelfogó felület nagyságának ilyesfajta növelése a hagyományos HAWT-típusú szélturbinák esetében nem lehetséges, mert ott csak a lapáthossz költséges növelésével érhető el érdemi teljesítménynövelés. Egyszerűbb hálózatra kapcsolási lehetőség, energetikai szempontból alkalmas energiafüggetlenség megteremtésére.

Környezetkímélő design: A vízszintesen, azonos magasságban forgó SzVER szélkerekek csak kisebb magasságú és a repülő madarak által jól látható szegmenst hasítanak ki a térből, ezért a madárvilágra gyakorlatilag nem veszélyesek. A minimális surlóerő miatt a SzVER környezetbarát módon, jóval alacsonyabb zajszinten üzemel, és nem változtatja meg a működési terület klimatikus viszonyait.

Kedvező rajban telepítési opció: Több egymással szemben forgó SzVER turbinát telepítve egy adott területre, azok felpörgethetik egymást, növelve az összteljesítményt. A szélkioltás elkerüléséhez elegendő négy turbinaátmérőnyi távolságot hagyni az oszlopok között, ellentétben a hagyományos szélgenerátorokkal, ahol a turbinák között szükséges távolság akár másfél kilométer is lehet. Ezzel a sűrűbb telepítéssel a rendelkezésre álló területből kivehető szélenergia sokkal nagyobb lesz.

Újszerű, költséghatékony megoldásai miatt a SzVER szervizigénye minimális, üzemeltetése olcsóbb. (Fotó: SzVER)

SzVER szélkerék modellek költség-, árbevétel- és megtérülési számításai

Ars Poetica: Szeretnénk, ha projektünket a megálmodott elképzelés alapján itt, Magyarországon tudnánk megvalósítani egy olyan jól felkészült, hozzáértő szakmai és/vagy befektetői partnerrel, akivel egy kölcsönösen előnyös konstrukció keretében eredményesen együtt tudnánk működni az új kategóriát megtestesítő szélerőmű modell kifejlesztésében, tesztelésében és gyártásában, valamint bel- és külföldön történő értékesítésében. Várjuk a fentiek alapján érdeklődő, sikerorientált potenciális szakmai partnerek és befektetők jelentkezését, akik számára megtekintésre felkínálunk egy két méteres lapátokkal szerelt, működés közben megfigyelhető szélkerék modellt és egy komplett szabadalmi dokumentációt, továbbá rendelkezünk egy a találmányt röviden bemutató anyaggal, és egy részletesen kidolgozott, fényképekkel, konkrét számításokkal és összehasonlító diagramokkal alátámasztott PDF-formátumú prezentációval a „jövő szélerőművéről”.

Hatlapátos SzVER paraméterei. (Fotó: SzVER)

A szabadalmi oltalommal védett találmány az alábbi piaci potenciálokat és perspektívákat kínálja:

• A találmány megvalósítása Magyarország valódi gazdasági sikertörténetévé válhatna, ahol a szélerőműveket magyar vállatok gyártanák és forgalmaznák belföldön és szerte a világon.
• Egyedi versenyelőnyt biztosít, mert nincs a piacon szabadalmi oltalommal védett hasonló termék és vállalkozás.
• A szabadalmi oltalom biztosította kizárólagos jogok birtoklása korlátlan gazdasági előnyt jelent a jogok tulajdonosai és hasznosítói számára amellett, hogy a találmány kimagasló várható piaci növekedési potenciált rejt magában. Kitűnő perspektíva a magyar energetikai ipar számára nemzetközi terjeszkedésre. Piaci előrejelzések a jelenlegi szélerőmű kapacitás mintegy 16%-os emelkedést növekedését prognosztizálják éves szinten.
• Kedvező nemzetközi és hazai pénzügyi, gazdasági és jogi környezet. Uniós törekvések vannak, és pénzügyi alapok állnak rendelkezésre a megújuló energiát hasznosító beruházások, ötletek és kutatás-fejlesztési munkák támogatására (REPowerEU források). Uniós elvárások vannak a hagyományos fosszilis energiatermeléssel foglalkozó nagyvállalkozások irányában, a zöld energia befektetéseket ösztönző kötelező kvótákkal.
• A szélerőműveket érintő korlátozások, akadályok 2024. január 1-től feloldásra kerültek. A védőtávolság 700m-re történt radikális csökkentésével kisebb területre jóval több energiát termelő, nagyobb számú erőmű telepíthető. Ezek hatásfoka tovább növelhető, ha két erőművet, vagy erőmű csoportot úgy telepítünk egy szélfarm területére, hogy az egymásra való hatásuk növelje a teljesítményt.
• A SzVER egy új kategóriát teremtő modell, mely egyértelműen nem sorolható be a piacon meglévő HAWT és VAWT kategóriák egyikébe sem. A ma működő HAWT szélerőművek egy 30 éves fejlesztési munka eredményei és azokat tovább fejleszteni konstrukciós hibái és geometriai korlátai miatt már aligha lehet. Viszont a fejlesztés útján csak most elinduló SzVER látható módon egy igen kedvező környezet-, ember- és élőlénybarát megoldást kínál, páratlan kilátásokkal.
• A SzVER közvetlen lakossági és ipari ellátásra is alkalmassá tehető, zöldenergia szigetként más megújuló energiatermelő megoldásokkal együtt. Az elektromobilitás keretében autótöltőként is rugalmasan alkalmazható olyan távoli területen telepítve kisebb méretű, energiatároló akkumulátorral ellátott SzVER erőműveket, ahol nincs hálózati áram.
• A találmány szerint kialakított aszimmetrikus szélkerékkel szerelt szélerőművek alkalmazhatóak extrém körülmények között is, ilyenek lehetnek például járművekre, tengerjáró hajókra, mezőgazdasági gépekre, malmokra, vagy magányos kutató állomásokra szerelt kivitelek, melyekkel a lokális energiaszükséglet kielégíthető.
• Széleskörűen alkalmazható bármilyen klimatikus viszonyok között, s a tetszőlegesen variálható modulos rendszernek köszönhetően rugalmasan adaptálható és testre szabható a konkrét helyi igényeknek megfelelően.

Bakonyi Zoltán

Kiemelt kép forrása: SzVER