Uudenlainen tuuligeneraattori jauhaa 50 prosenttia enemmän sähköä

Tuulivoima olisi helpompaa, jos tuulella olisi vakionopeus. Mutta kun tuuli on puuskaista. Kun akseli pyörii ihannenopeudella tavallisessa generaattorissa, pystytään pyörimisenergiasta muuttamaan 90 prosenttia sähköksi. Hyötyteho laskee dramaattisesti, jos pyörimisnopeus muuttuu pienemmäksi tai suuremmaksi.

Tämä ei ole ongelmana esimerkiksi hiilivoimaloissa, joissa antoteho voidaan tasata. Tuulta sen sijaan on hyvin vaikea pitää tasaisena.

Tuulivoimaloissa tuulen nopeuksiin pystytään reagoimaan muuttamalla lapojen kallistusta, jolloin optimaalista tuulennopeushaarukkaa voidaan kasvattaa hieman. Tämä on kuitenkin kallista sekä ylläpidon että valmistuksen kannalta.

Näkevä tuulimylly reagoi tuuleen nopeammin

Yhdysvaltalainen yritys Catch the Wind on kehittänyt lasermittaukseen perustavan laitteen, jonka avulla tuulivoimala pystyy mittaamaan tuulen nopeuden ja suunnan 300 metrin etäisyydeltä.

Sensorien avulla tuuliturbiini pystyy reagoimaan tuulen muutoksiin ennalta ja kääntämään lapoja sekä turbiiniosaa.

Tämä vähentää voimalan vaihteiston rasitusta ja lisää hyötysuhdetta jopa kymmenen prosenttia, kertoo MIT:n Technology Review.

Ei mekaanista vaihteistoa

Exron generaattorissa mekaaninen vaihteisto on korvattu sähköisillä kytkimillä. Perinteisessä generaattorissa kaikki käämit on kytketty toisiinsa. Exron mallissa yksittäiset käämit voidaan saadaan sähköisillä kytkimillä päälle ja pois.

Tyynemmällä säällä voidaan hyödyntää vain muutamia käämejä, jolloin energia saadaan tehokkaammin talteen. Vastaavasti kovalla tuulella voidaan kytkeä useampi käämi päälle. Sähköisten kytkinten avulla tuulen vaihteluun voidaan reagoida nopeasti.

Sähköisten kytkinten lisäksi Exron generaattorissa on useita perättäisiä staattoreita, eli kehiä joihin käämit on kiinnitetty. Näin akselin ympärille saadaan useampia käämejä ilman, että niiden tarvitsee olla kaukana akselista. Täten myös akseliin kiinnitetyt magneetit ovat lähempänä akselia, jolloin niiden pyörimisnopeutta on helpompi muuttaa.

Peräkkäin olevien staattoreiden määrää on myös helppo muuttaa tuulivoimalan sijoituspaikan mukaan, sillä mitä vähemmän tuulta, sitä vähemmän tarvitaan käämejä. Käämien tapaan myös Exron staattorit hyödyntävät pelkästään sähköisiä vaihteita.

Myös suomalainen Switch valmistaa tuuliturbiineja ilman mekaanisia vaihteita.

Suomalaisyhtiön vaihteettomat tuuliturbiinit eivät kuitenkaan pysty tuottamaan sähköä kuin tietyillä tuulenvoimakkuusväleillä.

Exron tuuligeneraattori on vielä prototyyppiasteella ja sitä on testattu vain laboratorio-olosuhteissa. Yhtiö suorittaa parhaillaan kenttäkokeita pienellä viiden kilowatin tuuligeneraattorilla.

Lähde: Bioenergy.fi
Kuva: Wikipedia Commons
(arkistokuva)