Tvåbladiga vindkraftverk gör comeback

Flera stora vindkraftsföretag testar en avvikelse från branschens vanliga trebladiga turbindesign genom att tappa ett av de tre bladen och snurra rotorn 180 grader för att vända mot vinden.



tvåbladigt vindturbin med orange bas

Skärande vind : Tvåbladiga vindkraftverk, som det här i Kina, kan sänka kostnaderna för vindkraft.

Designen innebär tekniska utmaningar, men förhoppningen är att den avsevärt skulle kunna förbättra ekonomin för havsbaserad vindkraft. Enligt vissa uppskattningar kan tvåbladiga turbiner kosta 20 procent mindre att bygga och installera samtidigt som de genererar samma mängd kraft som konventionella turbiner.





frånvaro får hjärtat att växa för citat

Kinas Ming Yang Vindkraft , världens nionde största vindturbintillverkare, tillkännagav nyligen planer på det största testet av designen hittills. Man planerar att uppföra en tvåbladig turbin på sex megawatt i Kina i år som kommer att generera lika mycket kraft som de största kommersiella offshore-turbinerna. Ming Yang planerar att bygga ytterligare en i norska vatten nästa år.

Andra tittar också på det alternativa tillvägagångssättet igen. Förra året samarbetade Hitachi och Fuji Heavy Industries för att bygga två två megawatts vindkraftverk som använder motvindsdesignen. Och i mars, den holländska vind-tech utvecklare 2-B energi samlade in 26,5 miljoner pund (45 miljoner dollar) för att finansiera installationen av två nedvindade, tvåbladiga, sex megawatts turbiner i skotska vatten.

Offshorevinden är stadigare än de flesta platser på land. Men att installera och underhålla havsbaserade vindkraftverk är dyrt och kostar dubbelt så mycket som vindkraftverk på land i genomsnitt.



Tvåbladiga turbiner kostar mindre eftersom de använder färre material. Borttagandet av ena bladet gör rotorn lättare, vilket i sin tur gör det möjligt att placera rotorn på tornets medvindssida. Konventionella vindturbinrotorer vänder mot vinden och måste motstå att böjas tillbaka in i turbinens torn, men medvindsrotorer kan använda lättare och jämnt gångjärnsförsedda blad som böjer sig bort från kraftiga vindbyar.

supermassiv svart helhet

Lätta, flexibla rotorer leder till ytterligare materialbesparingar i turbinens växellåda, torn och fundament. Rotorn, växellådan och generatorn med en diameter på 140 meter för Ming Yangs sex megawatt-prototyp väger bara 308 ton – cirka 40 ton mindre än de för offshore-marknadsledaren Siemens konventionella sex megawatts offshore-turbiner.

Tvåbladiga vindkraftverk är också lättare att installera. Medan de trebladiga rotorerna som snurrar i dagens offshore-gårdar måste monteras på plats, kan tvåbladiga rotorer förinstalleras på turbinens maskineri på land; det sammansatta paketet passar mer bekvämt på fartyg och är tillräckligt lätt för att lyftas upp i tornet.

oljebolag som inte längre finns

Men den tvåbladiga, vindkraftskonstruktionen har haft problem tidigare, vilket har hållit den från marknaden. Det är högre, för en sak, delvis för att bladen snurrar snabbare, även om detta inte är ett problem offshore. Ännu viktigare, under vissa vindförhållanden kan de flexibla bladen fjädra tillbaka och träffa turbintornet. I själva verket orsakade detta upphävandet av ett stort försök att återuppliva tvåbladiga turbiner 2002 (se Wind Power for Pennies).



Men designers säger att de har kommit på hur man håller bladen intakta under alla förhållanden. 2009 identifierade vindkraftsdesignern Peter Jamieson med det Glasgow-baserade turbinteknikföretaget Garrad Hassan & Partners en kontrollerad rotorbromsningsstrategi för att minska risken för ett tornnedslag i medvindsturbiner . Enligt Jamieson kan tvåbladiga konstruktioner minska kostnaderna med 15 till 20 procent.

Larry Miles, VD för vindkraftsföretaget , som gjorde demonstrationsturbinen som misslyckades 2002, är inte optimistisk om vindindustrins vilja att uthärda garanti- och finansieringsriskerna som krävs för att verkligen tänka om sina produkter. Av den anledningen har han siktet inställt på att designa små 100 kilowatts turbiner för distribuerade vindkraftstillämpningar, snarare än för energimarknaden.

Ändå tror Miles att ett kinesiskt företag bara kan ha den ekonomiska kapaciteten att förnya i nyttoskala. Om någon gör det så är det Ming Yang. De har tillräckligt med substans för att göra det, och de har den kinesiska marknaden, säger han.

Dölj