Větrná turbína se supravodivým rotorem obstála v testu  
Supravodivé materiály by mohly podstatně zlepšit výkon a efektivitu větrných elektráren. První testy turbíny se supravodivým generátorem konsorcia EcoSwing v terénu na pobřeží Dánska dopadly více než dobře.
Turbína EcoSwing během testu. Kredit: EcoSwing.
Turbína EcoSwing během testu. Kredit: EcoSwing.

EcoSwing Consortium je tým odborníků evropských korporací a univerzit. Zabývají se tím, že vyvinuli, a teď také již otestovali převratnou větrnou turbínu, která při výrobě energie využívá supravodiče. Jejich projekt je orientovaný na konkrétní výstupy, a také širokou využitelnost technologie.

 

Logo projektu EcoSwing.
Logo projektu EcoSwing.

Tým EcoSwing uskutečnil testy větrné turbíny se supravodiči v Dánsku, kde se turbína o výkonu 3,6 MW točila po dobu sedmi měsíců. Jejich cílem bylo prověřit technickou připravenost technologie. A jak se zdá, testy dopadly velmi úspěšně.


Supravodivé technologie stále ještě v řadě případů vyžadují velice nízké teploty k tomu, aby fungovaly. Větrná turbína EcoSwingu využívá „vysokoteplotní“ supravodiče, které mají supravodivé vlastnosti při teplotách vysoko nad absolutní nulou. Stále to ale je hluboko pod pokojovou teplotou. Uvnitř generátoru dotyčné turbíny je 40 cívek ze supravodivého materiálu, které jsou umístěné v kryogenickém, tedy velmi hluboce podchlazeném prostředí.

 

Testy supravodivého generátoru v laboratoři. Kredit: Fraunhofer IWES, Jan Meier.
Testy supravodivého generátoru v laboratoři. Kredit: Fraunhofer IWES, Jan Meier.

Když fouká vítr, tak rotor větrné turbíny vytváří masivní množství energie. Větrná turbína se supravodiči tuto větrnou energii zpracuje do rozvodné sítě efektivněji a mnohem méně energie je ztraceno cestou.

 

Na obrázku vpravo je dobře patrné o co je nový generátor menší. Kredit: EcoSwing.
Na obrázku vpravo je dobře patrné o co je nový generátor menší. Kredit: EcoSwing.

Když jsou použity supravodiče, tak větrné turbíně postačí mnohem menší generátor, což zjednodušuje konstrukci a zlepšuje výkon turbíny. Samotný rotor turbíny přitom může být větší, protože supravodivý generátor si poradí s větším přívalem energie.


Supravodivé komponenty větrné turbíny týmu EcoSwing pracují při teplotě 30 kelvinů. Zkoušky v terénu ukázaly, že zařízení turbíny dosáhne této teploty podstatně rychleji, než jak předpovídali tvůrci turbíny na základě výpočtů. Také se ukázalo, že turbína se supravodiči pracuje stejně dobře, jako klasické turbíny. Přitom používá menší množství více efektivních komponent, což znamená méně případných problémů k údržbě nebo opravě.

Video:  EcoSwing in Test


Video: EcoSwing project on the home straight - Superconducting wind power generator


Literatura
Popular Mechanics 13. 11. 2019.

Datum: 18.11.2019
Tisk článku

Energie bez konce - Vynálezy, koncepty, řešení - von Rétyi Andreas
 
 
cena původní: 279 Kč
cena: 234 Kč
Energie bez konce - Vynálezy, koncepty, řešení
von Rétyi Andreas
Související články:

Japonsko plánuje největší větrnou farmu světa     Autor: Stanislav Mihulka (25.01.2013)
Stealth větrné elektrárny     Autor: Martin Tůma (12.09.2014)
Šikovný prototyp přílivové turbíny vyrobil více než 3 GWh za rok provozu     Autor: Stanislav Mihulka (28.08.2018)



Diskuze:

Josef

Josef Šoltes,2019-11-22 08:40:12

Stále větší problém s větrníky a FVE začíná být jasně vidět ve vzájemné kanibalizaci těchto zdrojů. Jednoduše, když svítí nebo fouká, tak všechny zdroje vyrábí. Potud fajn. Nicméně instalovaná kapacita je již taková, že když zrovna fouká nebo svítí, tak je energie přebytek a ta se tak nedá prodat za rozumné ceny.

Odpovědět

Vliv větrných elektráren

Ondra Šprync,2019-11-19 15:17:04

Mě by je zajímalo, jaký mají vliv větrné elektrárny na atmosféru. Přeci jenom z ní odeberou nějakou energii, např jenom v sousedním Německu teď z větrníků vyrobí necelý 1 GW a do budoucna chtějí vyrábět 4GW, aby dosáhli 65% výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů.

Odpovědět


Re: Vliv větrných elektráren

Vojta Ondříček,2019-11-22 14:46:34

Mno ... Zeměkoule dostává energii od Slunce (kromě vlastního podílu na rozpadu těžkých jader kdesi v jádru Země). Tato energie od Slunce pohání vodní, sluneční i větrné elektrárny, takže se, co se týče energie, Zemi nic nepřidává a nic neodebírá, pouze se mění na jiné formy energie, ale nakonec to končí u tepelné energie, jejíchž "přebytek" je vyzářen do (studeného) Vesmíru.

Co se týče faktů. Tak na stránce
https://www.igwindkraft.at/fakten/?xmlval_ID_KEY%5B0%5D=1234
se lze dočíst, že (malé) Rakousko má nainstalováno něco přes 3GW jmenovitého výkonu větrných elektráren.
Ale bacha. Řeč je o jmenovitém výkonu, ne o reálném výkonu. A tak bylo 2018 sklizeno zhruba 7 TWh energie z větru, což činilo 11% celkové spotřeby Rakouska. Do roku 2030 mají naplánovánou sklizeň větru, která by pokryla 26% domácí potřeby el. energie.

Takže ještě jednou - instalovaný výkon jakékoliv elektrárny je takový, jaký lze za ideálních podmínek odebírat. Příklad z výše zmíněného výkonu 3GW. Rok má 8765,76 hodin, instalované větrné elekrárny by tedy mohly sklidit za rok 26,297 TWh energie. Sklidí však jen 7 TWh, což znamená, že větrné elektrárny dodávají (dodaly 2018) průměrně jen 26,6% z možného (maximálního, ideálního) množství energie.

Ideální podmínky jsou spíš vzácné, než obvyklé. A to je ten kámen úrazu. Proto je nutné dobudovat výkonnou distribuční síť a úložiště přebytečné energie. A to je velký problém, vis občanský odpor proti větrníkům, proti přečepávacím elektrárnám (a i proti lánům solárních elektráren).

Odpovědět


Re: Re: Vliv větrných elektráren

Jozef Gatial,2019-11-23 20:38:53

Z takychto akademickych odpovedi sa vela nedozvieme. Otazka bola podla mna myslena takto - veterna elektraren berie energiu z prudiaceho vzduchu cim ho zrejme spomali. Ma toto spomalenie prudenia vzduchu vplyv na pocasie na uzemiach kam tieto vetry prinasaju napr. vlhkost atd. Su stranky, kde okrem ineho je zobrazene prudenie vzduchu (smer, rychlost). Je vplyv veternych elektrarni zanedbatelny na toto prudenie alebo by tie grafy boli ine keby veterne elektrarne neexistovali?

Odpovědět


Re: Re: Re: Vliv větrných elektráren

Vojta Ondříček,2019-11-24 14:50:11

Opět mno...

Když stavěli Číňani přehradu u Tří soutěsek, tak škarohlídi spočítali o kolik se napuštěním přehrady zpomalí rotace Země a o kolik se vychýlí těžiště Země. Ti nejodvážnější z nich předpovídali katastrofická zemětřesení. Nedovedu posoudit, jak vážně lze takováto varování brát.

Chladící věže tepelných elektráren mají také nějaký vliv na lokální klima. Nikde jsem nezahlédl nějaké závěry vyšetřování o kolik větší, nebo menší jsou brambory v okolí věží po spuštění provozu elektrárny.

No a co se týče vlivu na klima při odebírání kinetické energie z atmosféry to nebude o moc lepší.

Možná je absence důkazů způsobena tím, že se jedná o nepatrné ovlivnění klimatu oproti chaotickému stavu vzdušných proudů. Někdo by mohl propočítat kolik té kinetické energie pohltí lesy, členitá krajina a i lidská zástavba (domy, mosty, věže) a porovnat to s pohlcenou energií větrnými elektrárnami.

Odpovědět


Re: Vliv větrných elektráren

Theodor Leitner,2019-11-24 02:28:16

Jen v Nemecku je na 30000 vetrnych kol rozmistenych bez hlavy a paty. V cele Evrope kolem 50000. Tato kola rusi proudeni zapadnich vetru, je to podobne, jako kdyby se postavila 4 pohori ve vysce 500 az 600 m a delce 1000 km napric Evropou. Pod koly je zhustena puda v podstate neurodna a sucha step minimalne 2000 m2 pro kolo. Stepni ucinnek maji I solarni “elektrarny”. Vetrna kola devastuji ptactvo a netopyry a emituji infraschall, ktery zpusobuje rakovinu. Je to tim, ze infrazvuk rozkmitava tkan a poskozuje DNA. Uspesne zkousky s Infrazvukem jako zbran udelal uz Hitler, jenze to pusobilo i na jeho vojaky.

Agrarni a lesni hospodarstvi a vetrna kola jsou pricina vyssich letnich teplot v Evrope. Slunecni cinnost ma byt momentalne nizka, jak dokazuji teploty napr. na subtropickych Kanarskych ostrovech a Sahare, kde uz mnoho let (asi 10 kdy uz to bylo napadne) jsou v lete i nizsi teploty nez v Evrope. Manga, co dozravala koncem zari nejsou zrala ani dnes a je konec listopadu.
Video, proc jsou v Evrope v lete vyssi teploty:
https://www.youtube.com/watch?v=2M30zSTTrIo
Proud z vetrnych elektraren je 2-krat drazsi nez z uhelnych a pochybuji, ze vetrne kolo za zivotnost (20 let) vyprodukuje energii, ktera je potrebna na jejich vyrobu. Pro zajimavost: V Nemecku je vyuziti vetrnych kol ve vnitrozemi jen 8% a u morskem pobrezi 10% (oficialni udaj z nemecke televise tusim ARD). Dokonce se tam mluvi o “Windklau” = kradez vetru kdyz jsou kola blizko sebe.

citace:
“Větrná turbína se supravodiči tuto větrnou energii zpracuje do rozvodné sítě efektivněji a mnohem méně energie je ztraceno cestou.”
Uplne nesmyslna formulace, nebot vetrne kolo meni plosny tlak vetru v elektrickou energii. Nejdrive je ale nutne el. proud z kola elektronicky nafazovat na potrebnou frekvenci a transformovat na potrebne standartni napeti. Supravodic v generatoru nemy zadny vliv na ztraty na dalsi “ceste” proudu. To nafazovani moc spolehlive nefunguje a dodavatel neni schopny zajistit konstantni napeti. V lete tohoto roku nastal napr. disaster v kraji EMDEN v severnim Nemecku, kdy byl spotrebitelum dodan proud s velmi vysokym napetim (a mozna i s jinou frekvenci, ne 50Hz) a mnoho televizi a jinych pristroju shorely. Mesto se pochopitelne potom vymlouva “ja nic, ja muzikant” a vsude se jen lze.

Kdyby se teplota za 12 let mela zvysit o 1.5 az 2.5°C, musela by mit Zeme pri 100%CO2 teplotu 125000°C (nebo 206000°C pri zvyseni 2.5°C), Slunce ma jen teplotu ca. 6000°C. Gretenisti z kavarny by asi rekli, ze Putin nastavil mezi Slunce a Zemi nejakou velikou cocku.

Mily priteli, vsechny ty lzi maji jen jeden cil, vytahnout lidem penize z kapes. A SATASI agentka Erika by mela jit dozivotne za mrize za to, co Evrope vsechno provedla.

Odpovědět

Supravodivost

Vojta Ondříček,2019-11-19 11:47:36

Supravodivost je krásná vlastnost. Zajisté, ale je spojena s různými, často nepřekonatelnými, obtížemi.

V článku je věta "Větrná turbína EcoSwingu využívá „vysokoteplotní“ supravodiče, které mají supravodivé vlastnosti při teplotách vysoko nad absolutní nulou.", o jejíž výpovědi se dá dost pochybovat.

Vysokoteplotní supravodivé materiály jsou takové, které si vystačí s teplotou zhruba nad 100K. Nejlevnější chlazení je tekutým dusíkem s bodem varu při 77K, vše ostatní je už velmi nákladné.

O ty náklady a tudíž o efektivitu provozu tu právě kráčí. A místo generátoru větrné elektrárny bych viděl uplatnění supravodivosti v jaderných elektrárnách. Ale jak je vidět, tak se to nikde nerealizuje. Z pochopitelných důvodů.

Odpovědět


Re: Supravodivost

Milan Milan,2019-11-19 14:09:00

V danem pripade jde o pseudo vysokoteplotni supravodice s chlazenim na 40 K pomoci tekuteho helia.

Takze nic moc co se tyce nakladu, navic helium casem unika a nici strukturu kovu.

Nicmene nato asi padla nejaka ta eko-dotace, no tak nekupte to.

A prece jen, jeslti nekdy budou dostupne supravodice nad 120 K, chlazene tekutym dusikem, tak be aspon spouziji zkusenosti z teto konstrukce, tak uplne vyplytvane penize to nebudou. Snad.

Odpovědět

Opravdu je supravodivá turbína jednodušší

Kamil Kubů,2019-11-19 08:32:21

Poslední věta článku zní jako nirvána technologického vývoje. Vezmete fungující stroj, přidáte k němu supravodivé chlazení jeho důležitých součástí plus izolaci, regulaci, ... A dostanete ten samý stroj, který " ... používá menší množství více efektivních komponent ...". No nekupte to.

Odpovědět

I kdyby to byla pravda

Jiří Pospíšil,2019-11-19 05:51:51

a to by musela být více doložená informace, že chlazení je energeticky výhodné po celou dobu, tedy i když vítr nefouká a to i na jiných pevninských větrných elektrárnách, kde není tolik stálého větru, jako na těch v mořích, tak jistě takové generátory budou použity, a to snadněji na jiných místech výroby elektřiny a ty větrné zase budou relativně v nevýhodě, protože na nich není snadný a levný servis. V elektrárně tam technik chladícího zařízení dojde a tak. To, že bude supevodivé i vedení od větrníku, je asi nesmysl. Tomu nevěřím. To zní jako vakuum v těch dopravních tunelech Eltona Muska. Ostatně o nich už dlouho zpráva nebyla.
A poměr ve výrobě, všude efektivnější, se nezmění.

Odpovědět

úspěšný test

Milan Milan,2019-11-18 21:09:07

Dobrý den,
velmi by mě zajímalo, co autoři míní pod pojmem "úspěšný test".
Zda se za onen úspěch považuje, že to vydrželo fungovat celých 7 měsíců.

Nebo to, že to nejen vydrželo fungovat ale navíc to vyrobilo více energie, než konvenční generátor? Samozřejmě po odečtu nákladů a energie na tekuté hélium.

Odpovědět


Re: úspěšný test

Vojta Ondříček,2019-11-19 12:10:07

Z cynického pohledu byla ta úspěšnost podniku asi v sehnání a ve spotřebování peněz na důkaz, že Perpetuum mobile je nerealizovatelné.

Z energetického hlediska tu máme účinnost přeměny kinetiké energie proudícího vzduchu lopatkovým rototem (kolem 35%) na mechanickou energii pohonu generátoru a účinnosti přeměny této energie na energii elektrickou. Elektrické stroje mají relativně vysokou účinnost a ztráty v mědi se pohybují v procentech.

Facit: Použitím supravodivých materiálů v generátoru bude celková účinnost větrné elektrárny "vylepšena" zlomkem jednoho procenta za astronomického navýšení nákladů na konstrukci, provoz a údržbu.

Odpovědět


Re: Re: úspěšný test

Jan Novák9,2019-11-19 23:17:46

A to v době kdy se v Německu provozuschopné větrné turbíny odstavují protože už přestaly dostávat dotaci a bez ní si samy nevydělají ani na klasickou údržbu bez chlazení.

Odpovědět

Nějak nevidím výhodu

Jaroslav Lepka,2019-11-18 19:27:35

Zdá se, že chlazením na 30K se prošustruje víc energie, než je rozdíl mezi touto extra ekologickou a normální turbínou, tuplem, když obě mají využívat tak nespolehlivý zdroj, jako je vítr. Jestli to nebude podobné, jako s tou britskou elektrárnou, jaksehonemjmenuje, co pálí brazilskou dřevoštěpku a je tak pro Grétu a její apoštoly uhlíkově neutrální.

Odpovědět

za "vysokoteplotní supravodič"

Pavel Nedbal,2019-11-18 14:05:24

považuji ten, který nepotřebuje kapalné helium. Jestli zmíněná technologie zvládne s vodíkem (a jiný plyn už totiž šanci dosáhnout 30K nemá) a se vším, co s tím souvisí, pak potlesk. Jestli plýtvají heliem, pek je to čuňárna. Pochybuji, že mají naprosto uzavřený systém (to by mimochodem mělo pořádnou spotřebu).
Ať radši zůstanou u mědi.

Odpovědět


Re: za "vysokoteplotní supravodič"

Daniel Konečný,2019-11-18 19:01:58

Je tam helium. Heil eko.

Odpovědět

Kde je pouzit supravodic?

Karel Marsalek,2019-11-18 12:45:24

Zdravim do Opavy a dekuji Dr. Mihulkovi za clanek!

Coby elektro-Fachkraft si dovoluji navrhnout upravit druhou vetu clanku "... pri prenosu energie vyuziva supravodice" do zneni "... pri vyrobe energie...". Rotor turbiny povazujeme za misto vyroby. Pod pojmem "prenos energie" si Durchschnittsingenieur predstavi silove vodice vedouci od generatoru do rozvodne site.

Bylo by zajimave dozvedet se vice o dlouhodobe ucinnosti agregatu ve srovnani s konvencnimi nesupravodivymi agregaty. Samotne chlazeni totiz spotrebovava (zrejme i kdyz vitr nefouka) nemale mnoztvi vykonu.

Dekuji!

Odpovědět


Re: Kde je pouzit supravodic?

Jan Novák9,2019-11-19 23:21:39

Účinnost je 100% jistota získání dotace. Účinnost výroby vyznavače Svatého Gretenismu nezajímala, to je jako byste se ptal v kostele na účinnost požehnání...

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni
















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace