Jesteśmy uzależnieni od węgla – musimy to zmienić
A co z dywersyfikacją pozyskiwania energii? Na razie, jesteśmy uzależnieni od jednego źródła – od wyczerpujących się surowców kopalnych, których pozyskiwanie degraduje środowisko.
Ze sprawozdania Urzędu Regulacji Energetyki za 2020 rok wynika, że głównym źródłem energii w Polsce jest węgiel, który odpowiada za 65,72 proc. produkcji prądu. W 2019 roku udział energii odnawialnej w całym systemie stanowił tylko 9 proc. i w porównaniu z 2016 rokiem wzrósł jedynie o 2 proc. (dane z raportu URE o odnawialnych źródłach energii z 2020 roku). Oprócz odbierania Ziemi cennych minerałów marnotrawimy inne zasoby, jak wodę, czyste powietrze i ludzi, którzy narażają życie i zdrowie, w dodatku pracują często z dala od swoich rodzin.
Nie brzmi to dobrze. Jednak tak samo, jak przed pandemią nie zaprzątaliśmy sobie głowy dodatkowym, awaryjnym źródłem dochodu, tak teraz jeszcze mało kto myśli, o awaryjnym źródle pozyskiwania energii.
Czasu jest mniej, niż nam się wydaje, bo granicą wydolności systemu energetycznego nie jest tylko fizyczna dostępność kopalin. Granica została przekroczona już dawno. Zegar klimatyczny w Nowym Jorku pokazuje, że zostało nam niecałe 7 lat, aby Ziemia pozostała taką, jaką znamy. Po tym czasie zmiany klimatyczne będą nieodwracalne i mogą im towarzyszyć ekstremalne zjawiska pogodowe.
Czy panele fotowoltaiczne są najlepszym rozwiązaniem?
Problemy z pozyskiwaniem energii zaczynają być naszą rzeczywistością, a nie przyszłością. Obecnie, najchętniej wykorzystywanym źródłem energii odnawialnej są panele fotowoltaiczne. Głównie z uwagi na dofinansowanie instalacji oraz brak potrzeby zdobywania pozwoleń na ich montaż.
Przydomowe instalacje pozyskujące energię ze słońca, to wciąż za mało, aby zabezpieczyć się przed kryzysami energetycznymi. Rozwiązaniem jest raczej różnorodność. Niestety pozyskiwanie energii z innych źródeł, w naszym przypadku z wiatru, podlega ograniczeniom, wynikającym z przepisów prawnych, co zniechęca do prac technologicznych nad turbinami i popularyzacją elektrowni wiatrowych.
Co ciekawe, mimo że małych instalacji fotowoltaicznych jest więcej niż wiatrowych, to te drugie wyprodukowały w latach 2016 – 2019 niemalże dwa razy tyle energii. Energia z promieni słonecznych to ponad 30 tys. MWh, a z wiatru ponad 51 tys. MWh.
Przydomowe elektrownie wiatrowe to niezależność energetyczna
Większy udział odnawialnych źródeł energii to budowanie niezależności energetycznej na wielu poziomach. Wiatru, słońca czy wody nie trzeba kupować od innych państw.
ALPHA 6, to pierwsza elektrownia wiatrowa, która może zapewnić indywidualną niezależność energetyczną. Ze względu na rozmiar i sposób montażu, umożliwia posadowienie przy domu, sklepie, stacji benzynowej, przy małych i dużych zakładach produkcyjnych oraz wykorzystanie jej na potrzeby dużych firm korporacyjnych.
ALPHA 6 jest znacznie bardziej wydajna niż instalacje fotowoltaiczne. Wystarczy jedna jednostka ALPHA 6, aby wytworzyć prąd do codziennego funkcjonowania i ogrzania domu pasywnego, a energii zostanie jeszcze na ładowanie elektrycznego samochodu. Jak to możliwe?
Alpha 6, to zupełnie inna turbina niż dotychczas znane elektrownie wiatrowe
Kiedy mowa o elektrowni wiatrowej oczami wyobraźni widzimy ogromne wiatraki ustawione na otwartych przestrzeniach, widywane przez nas z autostrad. Gdy dowiadujemy się, że elektrownia miałaby stanąć w pobliżu domostw, obawiamy się hałasu i złego wpływu na środowisko, np. w mediach pojawiały się zatrważające dane o licznych kolizjach ptaków z turbinami wiatrowymi.
Trudno sobie wyobrazić, że moglibyśmy mieć własną jednostkę produkującą prąd z wiatru. Może gdzieś w polu. Gdzie mocno wieje i jedynie po to, żeby spełnić wymóg większego udziału zielonej energii w całym systemie energetycznym.
Tymczasem polska firma IWT (Innovative Wind Technologies) stworzyła pierwszą turbinę wiatrową powszechnego użytku, bezpieczną dla ptactwa i wyposażoną w zestaw zabezpieczeń chroniących ludzi i mienie.
Historia ALPHA 6 zaczęła się od próby zaspokojenia własnego zapotrzebowania. 15 lat temu, w 2006 roku firma IWT kupiła grunt, aby posadowić elektrownię wiatrową, z tych dostępnych na rynku. Niestety żadna jednostka nie spełniała oczekiwań.
Ujarzmić energię wiatru
Znając doskonale możliwości i wady turbin wiatrowych dostępnych na rynku oraz mając wizję jednostki zbliżonej do ideału, firma rozpoczęła prace nad własną elektrownią wiatrową.
Zatrudniono inżynierów, którzy specjalizują się w optymalizacji konstrukcji pod kątem aerodynamiki. W przypadku turbin wiatrowych dużym problemem są straty powietrza przepływającego przez mechanizm oraz trudność rozpędzenia wiatraka przy małych prędkościach wiatru.
Inżynierowie otrzymali wytyczne zaprojektowania urządzenia pod niskie prędkości wiatru oraz zastrzeżenie, że największy element turbiny musi zmieścić się w kontenerze 20-stopowym. Jednocześnie zmniejszenie rozmiarów urządzenia nie mogło znacząco wpłynąć na redukcję mocy jednostki. Rozwiązaniem okazała się konstrukcja turbiny z zastosowaniem dyfuzora. Udało się zoptymalizować nie tylko kształt dyfuzora, ale również i łopat, co pozwala na, aby umożliwić laminarny przepływ powietrza przez dyfuzor. Możliwość przewozu jednostki w kontenerach pozwoliła zredukować koszty transportu.
Dobre i polskie
W powszechnej opinii prym w rozwoju technologicznym wiodą takie państwa jak USA, Japonia, Niemcy. Tymczasem firma IWT przedstawiła prototyp ALPHA 6 na forum międzynarodowym, między innymi w Stanach Zjednoczonych i ma już pierwszych chętnych na swój produkt.
Co wyróżnia turbinę ALPHA 6 na tle innych elektrowni wiatrowych?
Ruchome łopaty
Autorski algorytm sterowania dba o to, aby łopatki automatycznie ustawiały się w optymalnej pozycji. Dzięki unikalnej konstrukcji turbiny produkcja energii zaczyna się już przy bardzo niskich prędkościach wiatru (3-5 m/s).
Innowacyjny, autorski dyfuzor
Kształt dyfuzora sprawia, że turbina samoczynnie ustawia się do wiatru. Najprościej mówiąc, chwyta strumień wiatru i maksymalnie go eksploatuje – sprawność ALPHA 6 sięga aż 97 proc. maksymalnej teoretycznej sprawności wynikającej z prawa Betz’a.
Przyjazna dla oczu
Głównym celem projektu jest instalacja elektrowni blisko domu, firmy i ludzi. Gdy wiatr rozpędza turbinę, obracające się łopaty, nie mogą męczyć oczu efektem migotania. Udało się go zniwelować poprzez zamontowanie łopat wewnątrz dyfuzora, co sprawia, że nie rzucają cienia.
Niski poziom hałasu
Dzięki autorskiej konstrukcji dyfuzorowej oraz umiejscowieniu wirnika wewnątrz obudowy udało się zmniejszyć poziom hałasu poniżej dopuszczalnych norm, czyli poniżej 85dB, nawet przy największych prędkościach. IWT dąży do tego, aby poziom ten jeszcze bardziej obniżyć.
Bezpieczna dla środowiska
Ptaki odbierają ją jako pełny obiekt, który należy ominąć. Całe urządzenie zostało zaprojektowane zgodnie z wytycznymi normy IEC61400-2, powinno zatem przetrwać podmuchy wiatru sięgające nawet 250 km/h! Natomiast konstrukcja samego dyfuzora została wykonana w taki sposób, żeby nie ulec zniszczeniu nawet przy gradzie o średnicy 8 cm.
Atrakcyjny design
Nowoczesny, przyciągający wzrok, ale bez uszczerbku dla krajobrazu. Opływowe kształty będą pasowały zarówno do miejskich, jak i podmiejskich przestrzeni. Zarówno dyfuzor, jak i słup, mogą stanowić powierzchnię reklamową.
Uniwersalność i powtarzalność z możliwością indywidualizacji
Sercem ALPHA 6 jest generator PMG oparty na magnesach stałych. Ta techniczna i zagadkowa nazwa, gwarantuje wysoką sprawność i bezawaryjność, bo jest to najnowsza dostępna technologia generowania mocy.
Jednak to nie wszystko, generator jest tym elementem, który odpowiada za indywidualizację turbiny. Chodzi o to, że generator można dopasować bardzo konkretnie do lokalizacji, w której instalujemy ALPHĘ 6. Tam, gdzie wiatr ma niską średnioroczną prędkość, można zainstalować mniejszy generator. Dzięki czemu unikniemy sytuacji, w których użytkownik zainwestował w elektrownię, a nie uzyska zadowalającej stopy zwrotu. Natomiast tam, gdzie wiatr wieje mocniej, będzie można zainstalować większy generator i tym sposobem uzyskać szybszą stopę zwrotu z inwestycji.
Wiele możliwości montażu
ALPHĘ 6 można posadowić bez pozwolenia, jeśli montujemy ją na dachu. W pozostałych przypadkach trzeba uzyskać pozwolenie na budowę – to element, który nie sprzyja popularyzacji energetyki wiatrowej.
Jednak dzięki zmniejszeniu konstrukcji do kompaktowych rozmiarów, można ją zamontować bezpośrednio na gruncie lub cokole. Jeśli ALPHA 6 zostanie posadowiona na słupie do 24 m, wtedy konstrukcja nie przekracza 30 m. Do 30 m wysokości nie potrzeba zgody lotnictwa oraz wykonania raportu środowiskowego
Dotychczasowe turbiny, aby działały efektywnie, montuje się na dużych wysokościach nad poziomem gruntu lub na wzniesieniach. Dzięki optymalizacji właściwości aerodynamicznych turbiny ALPHA 6 możliwa jest produkcja energii nawet na obszarach, gdzie ukształtowanie terenu i inne uwarunkowania nie pozwalałyby skorzystać ze standardowych turbin dostępnych obecnie na rynku.
Najbliższa przyszłość projektu
Turbina ALPHA 6 jest chroniona międzynarodowymi patentami. Obecnie IWT stara się o grant, który pozwoli rozbudować rodzinę turbin ALPHA tak, aby pokryć szersze spektrum potrzeb rynkowych, a w efekcie dostarczyć jeszcze więcej zielonej energii z wiatru. ALPHA 6 już jest w stanie zaopatrzyć w energię: domy, sklepy, stacje benzynowe, małe i duże zakłady produkcyjne oraz korporacje.
Mamy doskonałą technologię, tylko jeszcze za mało znaną
Czyste powietrze. Czyste środowisko. To marzenie możliwe do spełnienia. Jednak musimy mieć jak najwięcej źródeł czystej energii. Na rynku jest coraz więcej urządzeń, które niosą ulgę dla środowiska, np. pompy ciepła, które są stosowane zamiast pieców na węgiel, potocznie zwanych „kopciuchami”. Elektrownia wiatrowa w połączeniu z pompą ciepła daje samowystarczalność energetyczną i uwalnia od konieczności korzystania z usług dostawców zewnętrznych energii elektrycznej i cieplnej.
Pojawia się też coraz więcej elektrycznych aut. Jednak, żeby mogły one skutecznie działać i były dostępne powszechnie, potrzebujemy taniego prądu. Najlepiej, żeby taki prąd, został wyprodukowany w sposób przyjazny dla środowiska. Przydomowe i przyzakładowe elektrownie wiatrowe są w stanie odciążyć system energetyczny.
Liczymy na moc sprawczą mediów, w dotarciu z naszą historią do osób, które szukają alternatywy w pozyskiwaniu energii odnawialnej oraz do osób decyzyjnych, zwłaszcza rządzących, którzy pomogą upowszechnić turbiny wiatrowe, podobnie jak to się stało z instalacjami fotowoltaicznymi.
Roman Staszór
Więcej informacji na temat technologii i urządzenia na stronie internetowej: http://iwt-turbines.pl/