Energia wiatru „na życzenie”

Energia wiatru „na życzenie”

Zasadniczą wadą elektrowni wiatrowych z punktu widzenia współpracy z systemem elektroenergetycznym jest zależność mocy oddawanej od zmieniających się warunków pogodowych. Prognozy dotyczące wietrzności nie zawsze są trafne i zbieżne w zakresie optymalizacji produkcji energii w określonych okresach zapotrzebowania dobowego (szczyty zapotrzebowania). Jedną z możliwości na złagodzenie negatywnego wpływu charakteru pracy turbin wiatrowych, jest metoda umożliwiająca gromadzenie energii dostarczonej przez turbiny w postaci sprężonego powietrza.

Badania w tym zakresie prowadzi m.in. Firma General Compression ze Stanów Zjednoczonych, która planuje wdrożyć kompletny system umożliwiający regulację mocy oddawanej przez farmy wiatrowe. Turbiny wiatrowe zamiast do bezpośredniej produkcji energii elektrycznej firma chce wykorzystać do sprężania powietrza, które służyłoby do produkcji elektryczności w okresach największego zapotrzebowania na energię.

Technologia General Compression o nazwie Dispatchable Wind Turbine System wykorzystuje takie same wieże i łopaty, jakie używane są w zwykłych elektrowniach wiatrowych. Zmiany zaszły jedynie w gondoli, w której przekładnia i oprzyrządowanie odpowiedzialne za wytwarzanie mocy zostały zamienione na sprzęt służący do sprężania powietrza.

Istota procesu polega na wykorzystaniu sprężonego powietrza do napędzania generatorów wytwarzających energię. Powietrze jest sprężane przez turbiny wiatrowe w czasie obracania się łopat. Następnie już sprężone przekazywane jest umieszczoną wewnątrz wieży rurą do sieci podziemnych rur wysokociśnieniowych, lub do podziemnych formacji geologicznych. Tam powietrze jest magazynowane i może zostać uwolnione do napędzania turbin sprzężonych z generatorami energii elektrycznej podczas zwiększonego zapotrzebowania na energię.

Zastosowanie sieci rur wysokociśnieniowych pozwala na zmagazynowanie sprężonego powietrza w ilości wystarczającej do generowania mocy przez okres od 6 do 12 godzin w zależności od zapotrzebowania na energię w danym momencie. Natomiast przechowywanie sprężonego powietrza w formacjach geologicznych, które dysponują większą pojemnością, daje jeszcze większe możliwości produkcji energii z wykorzystaniem tej technologii.

Zdaniem firmy nowa technologia może znacznie zwiększyć wydajność farm wiatrowych poprzez wykorzystanie niemal całej dysponowanej energii wiatru. W przypadku farmy wiatrowej o łącznej mocy 100 MW zastosowanie w turbinach nowej technologii może przełożyć się na wzrost mocy produkcyjnej farmy do 400 MW. Inną zaletą tego rozwiązania są większe dochody dla producentów energii. Wynika to z możliwości sprzedaży mocy w okresach największego zapotrzebowania na energię, kiedy koszt elektryczności jest większy niż poza szczytem. W przypadku turbin wiatrowych działających na klasycznych zasadach energia jest wytwarzana i oddawana do sieci przesyłowej wtedy, kiedy wieje wiatr, co nie zawsze zbiega się w czasie z okresem największego zapotrzebowania na energię. Dodatkowo możliwość magazynowania sprężonego powietrza sprawia, że praca turbin jest przez cały czas efektywna i nie trzeba ich wyłączać w przypadku braku zapotrzebowania na energię.

Firma zamierza postawić pierwsze turbiny testowe wykorzystujące nową technologię jeszcze w tym roku. Rozpoczęcie seryjnej produkcji turbin przewidziane jest na rok 2010.

(au)