GE představila inteligentní větrnou turbínu

Jak vysoká je větrná elektrárna? Lopatky nejnovější větrné turbíny, kterou vyvinula společnost GE, opisují při rotaci kružnici o průměru Londýnského oka, obřího vyhlídkového kola, které se tyčí nad Temží a je vyšší než slavný Big Ben. Lopatky jsou tak dlouhé, že konstruktéři museli řešit, jak se vypořádat s rozdílnou rychlostí větru u horních a spodních lopatek.

„Horní lopatky sahají do výšky téměř 200 metrů. Spodní lopatky jsou o 25 pater níž,“ vysvětluje Vic Abate, viceprezident GE pro obnovitelné zdroje.

„Lopatky se při otáčení různě naklápějí. Jsou jako plachty na plachetnici. Taky je pohání vítr, který nás nic nestojí. Stačí ho umět využít tak, aby větrná elektrárna vyráběla co nejvíc energie.“

Nová větrná turbína, kterou společnost GE pojmenovala 2.5-120 (má výkon 2,5 megawattu a rotor o průměru 120 metrů), ale nezaujme jen svou velikostí. Konstruktéři ji vybavili inteligentním řídicím centrem, které lze připojit k průmyslovému internetu, tj. k světové síti, která pracuje s podrobnou analýzou dat a propojuje ji se stroji a lidmi.

Průmyslový internet

„Turbína má v sobě zabudovaný čip, díky němuž dokáže komunikovat s jinými větrnými elektrárnami,“ dodává Abate. „Tímto způsobem dokážeme optimalizovat výkon větrných farem a zajistit, aby byl předvídatelnější a stabilnější.“ To totiž vyžadují jak stroje, tak provozovatelé distribučních soustav.

Větrné elektrárny připomínají hejna ptáků. Protože dokážou komunikovat nejen mezi sebou navzájem, ale i s větrnými elektrárnami z jiné větrné farmy, mapují rozsáhlé území a zjistí například, jak rychle a jakým směrem vane vítr.

„Zdokonalili jsme algoritmy pro předpověď výkonu elektráren. Na základě dat, která od jednotlivých elektráren dostaneme, dokážeme předpovědět jejich pravděpodobný výkon,“ říká Abate. „Díky této technologii můžeme například říct, že s 99% přesností vygenerujeme během příštích 15 minut 70 megawattů.“

Konstruktéři stíhaček

V Abateově týmu pracují inženýři, kteří se podíleli na programu Joint Strike Fighter a snažili se vymyslet, jak propojit algoritmy se stroji.

„Představte si to jako antiblokovací brzdový systém v autě. Když máte ABS, neztratíte při řízení kontrolu a navíc zastavíte na kratší vzdálenost. S větrnými elektrárnami je to stejné. Tím, že plánovaně rozhodujeme o tom, kdy turbíny zpomalit, dokážeme snížit zátěž, a můžeme tak používat rotor o větším průměru.“

Nová větrná elektrárna je navíc opatřena bateriemi, ve kterých lze uložit nadbytečnou energii a uvolnit ji, když vítr zeslábne. „Díky tomu umíme předvídat množství vyprodukované energie,“ vysvětluje Abate.

Baterie k dispozici

„Když vítr fouká víc, než zrovna potřebujete, uložíte si energii do baterií. Když vítr zeslábne, můžete takto uloženou energii uvolnit. Dosáhnete tak stabilního výkonu. Stačí uložit malé množství energie a můžeme do energetické sítě stabilně dodávat stovky megawattů vyprodukovaných větrnými elektrárnami.“

Keith Longtin, inženýr a generální manažer GE zodpovědný za vývoj větrných elektráren, tvrdí, že větrná farma s těmito novými elektrárnami každou vteřinu vygeneruje k analýze 150 000 datových bodů.

Inteligentní turbína

Data jsou poté využívána v algoritmech, které elektrárnám umožní běžet celý rok na 45% kapacity při rychlosti větru pohybující se kolem 7 m/s (15 mph). „Větrné farmy se tradičně umísťovaly do neobydlených oblastí, kde hodně fouká vítr. S touto technologií získáme větší pole působnosti a větrné elektrárny budou moct vyrůst i jinde,“ dodává Longtin.

Abate uvádí, že kombinace velikosti nové větrné turbíny a inteligentního řídicího systému, který má turbína v sobě zabudovaný, je přínosná v tom, že větrná turbína 2.5-120 je o 25 % efektivnější a má o 15 % vyšší výkon než současný model.

Společnost GE novou větrnou turbínu s bateriemi již úspěšně představila v Kalifornii. První prototyp větrné turbíny 2.5-120 plánuje sestavit v Nizozemí, a sice již v březnu tohoto roku.