Rovat: Érdekes tudomány

Az alternatív energiatermelés egyik közismert módja a szélenergia hasznosítása. A szélerőművek hátránya, hogy a szél nem fúj mindig, és főként nem azonos erővel. Minél jobban eltávolodunk a földfelszíntől, annál erősebbek a széláramlatok, ezért építik olyan magasra szélturbinákat. A világ legmagasabb, 220 méteres szélturbináját idén állították fel kísérleti jelleggel, Dániában.

Több száz méter magasságban már állandó a légmozgás, innen azonban nehéz kinyerni az energiát.

« A képtár megtekintéséhez kattintson a kisképre!

– A nagy magasságokban található szelek az egész embersiég számára több mint elég elektromos energiát szolgáltathatnak – mondta Ken Caldeira, a Stanford University klimatológusa.

Egy bostoni startup cég, az Altaeros Energies, a magaslati szelek energiájának hasznosítására jött létre.

Megalkották a BAT (Buoyant Airborne Turbine: Légtérben Lebegő Turbina) nevű szerkezetet, amely 600 méteres magasságban fogja munkára a szelet.

A BAT 4 fő részből áll, amelyek a következők:

Héjszerkezet

Egy felfújható ballon, amely 1.000  m³ héliumot tartalmaz.  4 vezérsíkkal irányítható. Ez a héjszerkezet emeli a levegőbe és tartja ott stabilan a BAT-ot. A ballon anyaga olyan speciális, ipari erősségű szövet, amely ellenáll az UV sugárzásnak és az időjárás egyéb, káros hatásainak.

Turbina

Könnyű, hagyományos, háromlapátos, vízszintes tengelyen elhelyezett szélturbina. Az első változat 30 kW-os, a nagyobb pedig 200 kW-os teljesítményű szélturbinát tartalmaz.

Tartókötelek

A helyben tartást 3 műanyag kötél biztosítja, ezzel rögzítik a földi állomáshoz a BAT-ot. Az egyik kötél belsejében rézvezeték található, ez továbbítja a turbina által termelt államot a földi állomáshoz, ahol akkumulátorokat töltenek vele vagy betáplálják azt a közüzemi hálózatba.

Földi állomás

A hordozható földi állomás gyorsan üzembe állítható, és automatikusan működik. Érzékeli a BAT-on elhelyezett szenzorok jeleit, igyekszik megtaláni a turbina működéséhez szükséges, optimális, kb 50 km/h szélsebességet, és a megfelelő szélirányt. Amennyiben pedig a szélsebesség meghaladja a 120 km/h-t, a BAT-ot csörlőkkel visszahúzza a földre.

A BAT-ra könnyen telepíthetők antennák, így lehetővé válik egy adott területen a vezeték nélküli hang- és adatátvitel is.

Az Altaeros Energies céget 2010-ben alapította a világ egyik legjobb műszaki egyetemének számító Massachusetts Institute of Technology (MIT) két, frissen végzett hallgatója, Adam Rein és Ben Glass. Amikor megépítették az első, balsafából készült prototípust, a nagy mnagasságokban történő szélenergia-hasznosítás még jórészt ismeretlen volt.

A cégalapítást támogatta az USA Mezőgazdasági Minisztériuma, számos alapítvány és kutatóintézet, valamint az Alaszkai Energia Hatóság.

Ben Glass, az Altaeros alapító-vezérigazgatója nagy üzleti lehetőséget lát az alaszkai terjeszkedésben. Számításai szerint 1 kilowattóra elektromos energiát Alaszkában 18 centes áron lehetne így megtermelni. Ez magasnak számít az USA más területein érvényes energiaárakhoz képest, de még mindig jóval kedvezőbb, mint a távoli alaszkai településeken fizetendő 35 centes ár.

A ritkán lakott Alaszkában a kisebb települések energiaellátását leginkább dízelgenerátorokkal oldják meg. Ez igen drága és környezetszennyező megoldás. Az alternatív energiák közül, az északi sarkkörhöz közeli területeken a kevés fény miatt a napenergia nem jöhet szóba, a hagyományos szélturbinák pedig nem bírják az időjárás viszontagságait.

Az Altaeros nincs egyedül a pályán, az egyik versenytársa a Google által nemrég felvásárolt Makani Power. Ez a cég is a magasabb légtérben próbálja a szélenergiát hasznosítani, de kissé eltérő módon. A földi állomást egyetlen kábel köti össze egy könnyű repülőgéppel, amely óriási köröket ír le, miközben a kábel hajtja a turbinát. A repülőgép tehát úgy viselkedik, mint egy szélturbina meghosszabbított lapátja.

A hagyományos szélturbinák már elérték a teljesítőképességük határait. A jobb kihasználás érdekében a turbinák tartóoszlopai egyre magasabbak és nehezebbek lettek, egy átlagos szélturbina 100 tonna acélt, üvegszálat, betont és egyéb anyagokat tartalmaz. A szélturbinák gazdaságos üzemeltetéséhez legalább 20-28 km/h állandó szélsebességre van szükség. A Föld felszínének mindössze 15%-án találunk ilyen szélviszonyokat.  A turbinák magasságát és a lapátok hosszát már nem lehet tobább növelni. Ezt a problémát igyekszik áthidalni a Makani Power technológiája.

Az Altaeros nemcsak Alaszkában tervezi a szélenergia hasznosítását, hanem Brazíliában és Indiában is igyekszik megvetni a lábát. Ezeken a területeken a kedvezőtlen földfelszíni szelek nem teszik lehetővé a hagyományos szélturbinák alkalmazását. Ez a módszer kiválóan alkalmas továbbá az ideiglenesen működő bányák vagy az építkezési helyszínek energiaellátására is.

Czinege Imre