Magnetická rezonance přinese větší větrné turbíny

Společnost GE vyrábí řadu produktů za použití rozličných materiálů a procesů. A tytéž inovace, jež umožňují vytvářet lehčí a úspornější letadlové motory, mohou vést také k vývoji lehčích a delších lopatek pro větrné elektrárny – mezi různými technologiemi existují spojení, někdy však jeho využití vyžaduje trochu vynalézavosti.

Právě proto si myšlenka použít technologii magnetické rezonance pro vývoj nové generace větrných turbín zaslouží pozornost. Na tomto projektu, jehož cílem je vytvořit turbínu s kapacitou téměř dvakrát větší než mají současné největší turbíny, právě pracuje výzkumná divize GE Global Research v rámci dvouletého projektu Ministerstva energetiky Spojených států za 3 miliony USD.

Snoubí se zde téměř 30 let výzkumu supravodivých magnetů pro zdravotnickou zobrazovací techniku s technologiemi pro ekologickou výrobu energie a vzniká tak spojení, které přinese levnější „zelené“ megawatty.

Tento projekt, stejně jako mnohé další hodnotné projekty, vznikl kvůli potřebě překonat určitý problém – jak maximalizovat výkon větrné turbíny aniž by vzrostla její náročnost na údržbu a závislost na vzácných materiálech?

Odpověď na tuto otázku vyžaduje zcela nové pojetí elektrického generátoru turbíny, který energii rotujících lopatek přetváří v elektřinu. U většiny turbín je tento generátor připojen na převodovku, která, podobně jako při jízdě na kole, umožňuje turbíně přizpůsobovat se síle větru a dosahovat tak optimálního točivého momentu.

Tento systém je vhodný pro 2,5 megawattové turbíny. U výkonnějších větrných elektráren s kapacitou 10 – 15 MW jsou však převodovky znatelně těžší a náročnější na údržbu, což má za následek nákladnější provoz a tím i dražší energii.

Inovace společnosti GE spočívá v použití supravodivých magnetů, podobných jako u magnetické rezonance, jež by zcela nahradily převodovku a zdokonalily generátor. Toto řešení sníží objem těžkého železa v konstrukci generátoru i množství vzácných zemin potřebných pro supravodivé magnety. Stroj bude vybaven technologií kryogenického chlazení, která dokáže snížit teplotu až téměř na absolutní nulu.

„Vyvinout tuto turbínu tak, aby ji bylo možné umístit na míle od pevniny, je skutečně osvěžující výzva,“ říká Ruben Fair, technolog společnosti GE, který již 17 let pracuje na systémech supravodivých a kryogenických magnetů. „Vzhledem k tomu, že mořské větrné elektrárny jsou přístupné pouze jednou ročně, pokud je tedy zrovna dobré počasí, musí být tyto stroje superspolehlivé,“ vysvětlil Fair.

První fáze projektu sestává z vývoje a zhodnocení konstrukčního návrhu. V druhé fázi pak bude vyhodnoceno, zda může být projekt úspěšně realizován z hlediska komerčního.

Větrné turbíny, jež vygenerují více elektřiny, umožňují i menším větrným elektrárnám vyprodukovat více energie a přispívají tak ke snížení její ceny. Navíc jsou zářným příkladem toho, jak se natolik rozdílné oblasti jako je produkce energie a zdravotní péče mohou jedna od druhé učit a společně inovovat.