Perusahaan tenaga angin berusaha memasuki perairan yang semakin dalam, turbin bergaya kincir angin tradisional mungkin bukan solusi yang paling tepat. Saatnya untuk melihat alternatif.

turbin angin tradisional memiliki pisau yang berputar di sekitar sumbu horisontal, dan ini tetap standar di peternakan angin modern. Konvensional turbin angin horizontal sumbu (HAWTs) mendominasi pasar energi angin, baik di darat dan di perairan dangkal lepas pantai.

Tapi situs peternakan angin terbaik sering ditemukan di laut yang lebih dalam, jauh dari penghalang angin, jalur pelayaran, burung nimbal dan burung yang bermigrasi. Struktur pendukung yang dipasang secara kaku ke dasar laut mungkin tidak layak secara ekonomi di luar 50m, jadi para insinyur malah beralih ke pondasi mengambang.

Ini adalah kondisi yang sangat berbeda untuk menghasilkan listrik dari angin, yang berarti minat yang muncul kembali pada konfigurasi turbin angin alternatif. Saat kami melapor masuk Transaksi Filosofis Royal Society Mengadopsi sumbu rotasi vertikal adalah salah satu alternatifnya. Turbin ini, yang selalu menghadapi angin, dikenal sebagai turbin angin sumbu vertikal (VAWTs).

Struktur Stabil

turbin horisontal sumbu tradisional sangat berat di bagian atas, dengan pisau dan peralatan yang menghasilkan listrik tentu tetap ke puncak menara. Dalam turbin lepas pantai besar bagian ini dapat menimbang beberapa ratus ton dan berada di sekitar 100m di atas permukaan laut.

Dalam turbin sumbu vertikal, sistem pembangkit bisa berada pada ketinggian yang jauh lebih rendah, bahkan tepat di dasar menara. Ini berarti VAWT cenderung memiliki pusat gravitasi yang jauh lebih rendah.

Pada mengambang mendukung keuntungan ini diperbesar - pikirkan seberapa stabil Anda saat duduk di sampan daripada berdiri di atasnya.

Menurunkan generator juga membuatnya lebih mudah diakses dan lebih mudah untuk dipelihara atau diganti. Misalnya, dengan pekerja VAWT hanya perlu mendaki jarak pendek untuk mengakses mesin daripada memanjat menara 100m yang terus bergerak.

Size Matters

Secara umum, turbin angin besar menghasilkan listrik lebih murah. Hal ini telah menyebabkan turbin mendapatkan pernah lebih besar dan lebih kuat, terutama di lepas pantai di mana 50m pisau sekarang rutin dan beberapa bahkan jauh lebih besar.

Tapi raksasa yang berputar seperti horison bisa segera mencapai batasnya. Jika sumbu pisau dianggap, bila pisau ini horisontal gaya gravitasi akan tegak lurus terhadapnya, sedangkan bila sudu vertikal (ke atas) gaya gravitasi akan sejajar dengan sumbu dan mengarah ke akar sudu. Akhirnya, bila bilahnya vertikal lagi (ke bawah), gaya gravitasi akan sejajar dengan sumbu blade, tapi sekarang mengarah ke ujungnya. Beberapa studi mengklaim beban gravitasi berosilasi ini membatasi ukuran turbin sumbu horisontal.

Turbin sumbu vertikal mengatasi masalah ini karena saat memutar mereka mengalami gaya gravitasi konstan, selalu ke arah yang sama. Tanpa tekanan menahan bilah logam 80m pada satu sisi, VAWTs berpotensi menjadi jauh lebih besar.

Penelitian juga telah menunjukkan turbin vertikal dapat ditempatkan lebih dekat satu sama lain di sebuah peternakan angin. Jadi untuk daerah tertentu, lebih VAWTs dapat diinstal, dan lebih banyak listrik yang dihasilkan daripada jika HAWTs digunakan, sehingga mengurangi biaya listrik.

Revolusi Axis

Jadi sekarang pertanyaan yang jelas muncul: mengapa VAWT belum digunakan jika mereka sangat menguntungkan? Alasan utamanya adalah masih teknologi baru. Meskipun para peneliti telah melihat sumbu vertikal selama beberapa dekade, teknologinya tertinggal karena terutama keterbatasan material dan bantalan. Investor masih melihat teknologi yang dikenal sebagai taruhan yang aman dan bahkan ketika melihat angin laut dalam, mereka lebih cenderung mendukung turbin sumbu horisontal pada platform terapung.

Namun baik pemerintah maupun perusahaan berpikiran maju sekarang investasi di potensi VAWTs untuk angin lepas pantai laut dalam. Itu proyek Nova, yang didanai oleh pemerintah Inggris, menunjukkan sumbu vertikal lepas pantai secara komersial. Sandia National Laboratories, didukung oleh departemen energi AS, dan berbagai Didukung UE memprojeksikan juga telah mendukung teknologinya.

Perusahaan industri seperti British VertAx Wind atau Norway's Gwind juga mengikuti perkembangan konsep yang berbeda. Perusahaan Perancis Nenuphar mendorong desain VAWT-nya, dengan rencana (digambarkan di bagian atas artikel ini) untuk menginstal peternakan angin mengambang yang pertama di lepas pantai Marseilles.

Dengan meningkatnya permintaan akan energi, kita diwajibkan untuk mengeksplorasi setiap solusi yang mungkin. Turbin angin sumbu vertikal yang terletak di laut dalam memiliki potensi kuat untuk menjadi salah satu solusi ini.

Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan
Baca Artikel asli.

Tentang Penulis

Maurizio Collu adalah Dosen, Lepas Pantai Energi Terbarukan Pusat di Cranfield University. Dr Collu adalah Direktur Kursus Advanced Teknik Mesin MSc, dan dosen Mekanika Fluida dan Loading, Ceng, Mrina dan MEI. Dia sangat terlibat dalam desain konseptual dan awal dari struktur pendukung lepas pantai untuk industri turbin angin mengambang muncul.

Michael Borg saat melakukan penelitian postdoctoral di Departemen Energi Angin di Technical University of Denmark pada mengambang konsep turbin angin sumbu vertikal didukung oleh DeepWind didanai oleh Uni Eropa dan proyek INFLOW.

Rekomendasi Buku:

Peruntungan Alam: Bagaimana Bisnis dan Masyarakat Berkembang dengan Investasi di Alam
oleh Mark R. Tercek dan Jonathan S. Adams.

Apa sifat layak? Jawaban atas pertanyaan ini-yang secara tradisional telah dibingkai dalam lingkungan istilah-merevolusi cara kita melakukan bisnis. Di Nature Fortune, Mark Tercek, CEO The Nature Conservancy dan mantan bankir investasi, dan penulis sains Jonathan Adams berpendapat bahwa alam tidak hanya menjadi dasar kesejahteraan manusia, namun juga investasi komersial paling cerdas yang bisa dilakukan bisnis atau pemerintahan. Hutan, dataran banjir, dan terumbu tiram sering dilihat hanya sebagai bahan baku atau sebagai hambatan untuk dibersihkan atas nama kemajuan, sebenarnya sama pentingnya dengan kemakmuran masa depan kita sebagai teknologi atau inovasi hukum atau bisnis. Nature Fortune menawarkan panduan penting untuk kesejahteraan ekonomi dan lingkungan dunia.

Klik disini untuk info lebih lanjut dan / atau untuk memesan buku ini di Amazon.