211service.com
Tweebladige windturbines maken een comeback
Verschillende grote windenergiebedrijven testen een afwijking van het standaard driebladige turbineontwerp in de industrie door een van de drie bladen te laten vallen en de rotor 180 graden te draaien om met de wind mee te draaien.
snijdende wind : Tweebladige windturbines, zoals deze in China, kunnen de kosten van windenergie verlagen.
Het ontwerp brengt technische uitdagingen met zich mee, maar de hoop is dat het de rendabiliteit van offshore windenergie aanzienlijk kan verbeteren. Volgens sommige schattingen zouden tweebladige turbines 20 procent minder kosten om te bouwen en te installeren, terwijl ze dezelfde hoeveelheid stroom opwekken als conventionele turbines.
China's Ming Yang Windkracht , 's werelds negende grootste windturbinefabrikant, heeft onlangs plannen aangekondigd voor de grootste test van het ontwerp tot nu toe. Het is van plan om dit jaar in China een zes-megawatt-turbine met twee bladen te bouwen die evenveel stroom zal opwekken als de grootste commerciële offshore-turbines. Ming Yang is van plan om er volgend jaar nog een te bouwen in de Noorse wateren.
Anderen kijken ook nog eens naar de alternatieve aanpak. Vorig jaar hebben Hitachi en Fuji Heavy Industries samengewerkt om twee windturbines van twee megawatt te bouwen die gebruikmaken van het downwind-ontwerp. En in maart, de Nederlandse windtech-ontwikkelaar 2-B Energie heeft £ 26,5 miljoen ($ 45 miljoen) opgehaald om de installatie van twee windturbines met twee bladen en zes megawatt in Schotse wateren te financieren.
Wind op zee is stabieler dan op de meeste plaatsen op het land. Maar het installeren en onderhouden van offshore windturbines is duur en kost gemiddeld twee keer zoveel als onshore windturbines.
Tweebladige turbines kosten minder omdat ze minder materialen gebruiken. Door het verwijderen van één blad wordt de rotor lichter, wat het weer mogelijk maakt om de rotor aan de windzijde van de toren te plaatsen. Conventionele rotors van windturbines zijn naar de wind gericht en moeten weerstand bieden tegen terugbuigen in de toren van de turbine, maar rotors voor de wind kunnen lichtere en zelfs scharnierende bladen gebruiken die wegbuigen van zware windstoten.
Lichte, flexibele rotoren vertalen zich in verdere materiaalbesparingen in de tandwielkast, toren en fundering van de turbine. De rotor, tandwielkast en generator met een diameter van 140 meter voor het zes-megawatt-prototype van Ming Yang weegt slechts 308 ton, ongeveer 40 ton minder dan die van de conventionele zes-megawatt-offshoreturbines van offshore-marktleider Siemens.
Tweebladige windturbines zijn ook eenvoudiger te installeren. Terwijl de rotors met drie bladen die in de huidige offshore-boerderijen draaien, ter plaatse moeten worden geassembleerd, kunnen rotors met twee bladen vooraf op de machines van de turbine aan de wal worden geïnstalleerd; het geassembleerde pakket past gemakkelijker op schepen en is licht genoeg om op de toren te tillen.
Maar het ontwerp van de tweebladige windturbine heeft in het verleden problemen gehad, waardoor het van de markt is gehouden. Het is bijvoorbeeld luider, deels omdat de bladen sneller draaien, hoewel dit offshore geen probleem is. Wat nog belangrijker is, in sommige windomstandigheden, kunnen de flexibele bladen terugveren en de turbinetoren raken. Dit veroorzaakte in feite het ongedaan maken van een grote poging om tweebladige turbines in 2002 nieuw leven in te blazen (zie Wind Power for Pennies ).
Ontwerpers zeggen echter dat ze hebben ontdekt hoe ze de messen onder alle omstandigheden intact kunnen houden. In 2009 identificeerde windturbineontwerper Peter Jamieson met het in Glasgow gevestigde turbine-engineeringbedrijf Garrad Hassan & Partners: een gecontroleerde rotorremstrategie om het risico van een torenaanval in windturbines te verkleinen . Volgens Jamieson zouden ontwerpen met twee bladen de kosten met 15 tot 20 procent kunnen verlagen.
Larry Miles, CEO van de Wind Turbine Company , die de demonstratieturbine maakte die in 2002 faalde, is niet optimistisch over de bereidheid van de windindustrie om de garantie- en financieringsrisico's te dragen die nodig zijn om haar producten echt te heroverwegen. Om die reden heeft hij zijn zinnen gezet op het ontwerpen van kleine turbines van 100 kilowatt voor gedistribueerde windenergietoepassingen, in plaats van op de nutsmarkt.
Toch denkt Miles dat een Chinees bedrijf misschien wel de financiële middelen heeft om op nutsschaal te innoveren. Als iemand het doet, is het Ming Yang. Ze hebben genoeg stof om het te doen, en ze hebben de Chinese markt, zegt hij.