Mivel a szárazföldön és a tengerpartokhoz közeli vizeken egyre kevesebb a megfelelő hely szélturbinák állításához, észszerűnek látszik a nyílt vízen telepíteni lebegő generátorokat. A parttól 25 kilométeres távolságban ráadásul a látképet sem befolyásolják. Ezek a lebegő szélturbinák más szempontból is különlegesek.

Drónfotó a Hywind Scotland turbináról az Északi-tengeren.
Øyvind Gravås / Worldcam - Equinor ASA

Skócia északi, egyben legkeletibb csücskében, Peterhead kikötője az Északi-tengerre nyílik. Tisztább napokon a távolban kivehetők a Hywind szélerőmű 175 méter magas turbinái, amelyek 20 ezer háztartást látnak el tiszta energiával. A hatalmas szélkerekek lebegő pontonokon állnak, szakértők szerint ez a technológia a zöldenergia új korszakát hozhatja el, olvasható a Yale Egyetem E360 zöld magazinjában.

A Hywind turbinái alatt jó 90 méter mély a tenger, a turbinák 10 ezer tonnás beton és acél alapzaton ülnek, amelyeket kábelekkel rögzítenek a tengerfenékhez. A hagyományos part menti szélturbinák általában a sekély, 20-50 méteres vízben állnak fix talapzaton. Az úszó generátorokat akár 800 méter mély víz fölé is vontathatják, ahol erősen és egyenletesen fúj a szél.

Az úszó turbinákat horgonyokkal rögzítik az akár 800 méter mély tengerfenékhez. Joshua Bauer NREL

Európában ez megfontolandó lehet üzletileg, hiszen Németországban, az Egyesült Királyságban és Norvégiában már nem nagyon van megfelelő terület szélturbinák állításához a szárazföldön. Az úszó szélerőművek viszont a nyílt vízen bőven elférnének, és a Hywind a befektetőknek is jó példa arra, hogy érdemes nagyban gondolkodniuk. Pláne, mert a három éve üzemelő Hywind sérülés nélkül túlélte az Ophelia hurrikánt, valamint a térségre jellemző téli viharokat, amikor akár 160 kilométer/órás szél tombol és nyolcméteresek a hullámok.

Persze vannak ellenzői is az új elgondolásnak, például azért, mert az úszó szélturbinák által előállított áram egyelőre kétszer drágább a partmentén termeltnél, illetve háromszor drágább a szárazföldön termeltnél. Mások szerint viszont a zöldenergiában állandóan csökkennek a költségek, nem csoda, hogy Portugáliában és Japánban is épülnek úszó szélerőművek. A portugáliai WindFloat Atlantic projekt 60 ezer háztartást látna el, valószínűleg 2020 végétől. Franciaországban Bretagne mellett terveznek úszó turbinákat, illetve a Földközi-tengeren. Skócia, amely már idéntől a teljes villamos energiaigényét megújuló forrásból kívánja fedezni, több úszó erőművet tervez. 

Az Atlanti-óceánra vontatják a portugáliai projekt úszó turbináját,
amely akár 17 méteres hullámokat is kibír. WindFloat Atlantic

Az úszó turbinák több energiát tudnának előállítani, mint a legnagyobb szárazföldi és part menti turbinák, állítja Po Wen Cheng, a Stuttgarti Egyetem szakirányú kutatási projektjének vezetője az E360 cikkben. A mélyebb vizeken nemcsak erősebbek a szelek, hanem a rugalmas horgonyköteleknek köszönhetően nagyobbak is lehetnek a széllapátok. Nem kizárt, hogy a jövő úszó szélturbinái 300 méter magasak lesznek, 120 méteres rotorlapátokkal. (Összehasonlításul: a magyarországi tornyok magassága 80-105 méter.)

Az ilyen méretű, Eiffel-toronyhoz hasonló magasságú szélturbinák háromszor annyi energiát lennének képesek előállítani, mint a jelenleg legfejlettebb part menti turbinák. Elméletben a nyíltvízi szélenergia önmagában képes lenne fedezni Európa, az Egyesült Államok és Japán energiaigényének többszörösét is. Amennyiben az Európai Unió 2050-re karbonsemlegessé szeretne válni, ahhoz kellenének ilyen nyíltvízi úszó szélerőművek, összegzi a cikk, amely teljes terjedelmében elolvasható a Yale Egyetem honlapján.

Hiver't-Klokner Zsuzsanna

Az akkumulátorok egyre olcsóbbak, és nemsokára tényleg gazdaságos megoldást kínálhatnak a rövid távú energiatárolásra, amivel a napi szükségleteinket fedezhetjük. Vagyis ha nappal süt a Nap, akkor az akkumulátorban eltárolt energiát használjuk sötétedés után. Ez azonban nem oldja meg az éves energiaingadozásokat, például azt, hogy télen kevesebb megújuló energiára számíthatunk: a tavasztól őszig megtermelt áramot kellene elraktározni a szűkös hónapokra. 

Erre találták ki a pumpás (vagy szivattyús) víztározókat: a bőség idején feleslegesen termelődött áramot úgy hasznosítják, hogy azzal működnek az óriási vízpumpák, amelyek egy magasabb területen kialakított tározóba nyomják fel el alacsonyabb tó vízét. Amikor pedig ki kell nyerni az energiát, megnyitják a felső tározót, amelyből lezúdol a víz, keresztül egy turbinán, és máris előállítottuk a tiszta energiát. Ám ennek a rendszernek jelentős a kiépítési költsége, hiszen két víztározó is kell hozzá. Ráadásul a víz párolog, tehát az év során jelentős veszteséggel kell számolni. Számítások szerint ez a rendszer ott éri meg, ahol 50 megawattnál nagyobb az energiatárolási igény.

Itt jön a képbe a bécsi székhelyű Nemzetközi Alkalmazott Rendszerelemzési Intézet (International Institute for Applied Systems Analysis, IIASA) ötlete, amely kifejezetten a 20 megawattnál kisebb hálózatok  idényjellegű energiatárolására használható: cseréljék homokra (vagy sóderre) a vizet! Az általuk hegyi gravitációs energiatárolónak (Mountain Gravity Energy Storage, MGES) nevezett rendszer ideális köztes megoldás lehetne a rövid- és hosszú távú energiatárolók között.

A rendszer egyszerű elemekből áll: egy daru csillékbe pakolja a hegy tövénél a homokot vagy sódert, és a motoros meghajtású kábellel felemelik a hegy tetején lévő tárolóba, ahol a homokot szétterítik -- már el is tároltuk az energiát. Amikor szükség van rá, akkor a hegytetőn álló daru szépen telepakolja a csilléket, amelyek elindulnak lefelé, a kábel mozgása pedig megforgatja az alsó tározónál kiépített turbinát, így fejleszti az áramot. A homokot vagy sódert felszín alatti üregekben, tárnákban is lehet tárolni, hogy ne rontsa a látképet.

Amennyiben a hegyen valamilyen vízfolyam ered, az MGES-rendszer kiegészíthető vízenergiával is. A rendszer bármilyen magasságban futó vizet képes elszállítani, ami nem lehetséges a hagyományos vízerőművek számára.

"Az MGES egyik előnye, hogy a homok olcsó és nem párolog, mint a víz. Így nem veszítünk az energiakészletből, és a homok bármennyi alkalommal újrahasználható. Ez különösen jelentőssé teszi a rendszert az aszályos, sivatagos országok számára", mondta Julian Hunt, az IIASA kutatója. Hozzátette, hogy a hagyományos vízerőművek legfeljebb 1200 méteres szintkülönbséget tudnak áthidalni a víznyomás miatt. Az MGES viszont akár 5000 méteres szintkülönbséget is áthidalhat, ezért kifejezetten alkalmas magashegységekbe, mint a Himalája, az Alpok vagy a Sziklás-hegység. Illetve hasznos lehet olyan, meredek hegyekkel tűzdelt szigetek energiatárolásához, mint Hawaii, a Zöldfoki-szigetek, Madeira, Indonézia, Fülöp-szzigetek, Karib-szigetek, Galápagos vagy a Csendes-óceán szigetei. 

Az IIASA csapata a Hawaiihoz tartozó Molokai szigetére tervezett egy energiamátrixot, amely kizárólag szél- és napenergiából, hagyományos akkumulátorokból és MGES-rendszerekből fedezi a sziget energiaigényét. Hunt hangsúlyozta, hogy az MGES nem a csúcsidőben termelődő kiugró mennyiségű áram elraktározására és napi felhasználására szolgál, hanem akkor optimális a működése, ha hónapokig átlagos mennyiségű áramot tárolnak el benne, majd hónapokig (akár 1000 napig) folyamatosan nyernék ki belőle az átlagos mennyiségű energiát. 

Hiver't-Klokner Zsuzsanna

Országok pólója, névjegy a neved – így írhatnánk át Vörösmarty Mihály Gondolatok a könyvtárban című, 1844-ben született versének sorát: "Országok rongya, könyvtár a neved". Vörösmarty idejében ugyanis a pa-pírt még rongyhulladékból készítették. A költő még nem tudta, de éppen 1844-ben találta fel a kanadai Charles Fenerty és vele párhuzamosan a német Friedrich Gottlob Keller annak módszerét, hogy papírt lehet készíteni faköszörületből is. Onnantól terjedt el az olcsóbb alapanyag használata, és a nagyüzemi tekercses papírgyártás révén megszülettek a modern nyomtatott újságok (is).

MOO

Most viszont a MOO amerikai nyomdaipari vállalkozás környezetvédelmi okból visszatért a rongyhoz, méghozzá nem is akármilyenhez. A pamut-pólógyártás során a szabáskor visszamaradó nyesedékből a klasszikus módszer szerint készíttetnek papírt, s abból névjegyet. Ennek márkaneve stílszerűen Cotton (Pamut) lett. A nyesedék ráadásul fehér színű, azaz a készülő pólópapír is azonnal hófehér, nem igényel további klórozást (mint a fapapír). 

MOO

A MOO a papírkészítést a Mohawk papírmalommal végezteti. Ez a szintén amerikai családi vállalkozás negyedik generáció óta foglalkozik papír-gyártással, és az első olyan papírmalom az Egyesült Államokban, amely teljes energiaszükségletét megújuló szélenergiából nyeri. 

MOO

Richard Moross, a MOO alapítója az alábbi videóban beszél arról, miért nyilvánvaló és "szuperőrült" a pamuthulladék használata a papír-gyártáshoz. "Használnunk kell a mindenki számára elérhető nyersanya-gokat, különösen azokat, amelyek a divatiparból származnak. Ez ugyanis a kőolaj- és földgázkitermelés után a második legszennyezőbb iparág a világon".

MOO Presents | Cotton Business Cards from moo.com on Vimeo.

Hogy miért jó a pólópapír? Nos, a textil alapanyagból készülő papír tartó-sabb, mint a fapapír, és ára darabonként 50 cent körül van, ami ottani viszonyok között elfogadható. Használója pedig egyrészt tanúságot tesz arról, hogy fontos számára a környezetvédelem, másrészt ennek a névjegy-nek különleges, selymesen puha tapintása van. Mindkettő előnyt jelenthet számára egy üzleti tárgyaláson...

Vontathatjuk kenu után, beleengedhetjük a hegyi patakba, felszerelhetjük a kerékpár kormányára vagy rögzíthetjük egy faágra: a Waterlily (Vízi-liliom) fantázianevű hordozható turbina víz- és szélhajtással egyaránt képes áramot fejleszteni. Éppen annyit, amennyire az okostelefon, fej-kamera vagy viharlámpa töltésére szükségünk van.

Jóllehet a piacon számos zöldenergiával működő hordozható áramfejlesztő kapható, a kanadai Seaformatics startup újdonsága annyiban veri mindegyiket, hogy két közegben is használható, pehelysúlyú (80 dkg), ráadásul az ígéretek szerint elérhető áron rendelhető lesz. A fejlesztők összesen 1400 napot tesztelték a prototípust, nyílt tengeren is. A kéziturbina legnagyobb előnye például a napenergiával működő töltőkkel szemben, hogy felhős napokon és éjjel is tölt. 

A kéziturbina átmérője 180 milliméter, vastagsága 75 milliméter. Az áramfejlesztő merítési mélysége 18 centiméter (vagyis amennyi a készülék mérete) és 10 994 méter között van a tesztek szerint, méghozzá időbeli korlátozás nélkül, azaz nem kell éjszaka felkelni és kihalászni a turbinát a vízből.

Vízbe merítve óránként 1-11 kilométeres folyási sebesség esetén működőképes, a 25 wattos csúcsteljesítményhez óránként 7,2 kilométeres sebesség kell. A Duna és a Tisza magyarországi szakaszán jó eset-ben ennyi a sodrás, viszont a Rába, Körös, felső-Tisza és Dráva folyási sebessége meghaladja a 7 km/órát, úgyhogy azokon tényleg ideális lenne a Waterlily használata.

Szélerőből ennél értelemszerűen több kell: a hordozható áramfejlesztő egység minimum 10,8 km/órás szélsebességnél használható, de gyorstöltéshez legalább óránként 72 kilométeres szél kell. Mivel ilyen szeles időben pont túrázni nem túl kellemes, a fejlesztők úgy oldanák meg a szélcsendes, folyótól távoli használatot, hogy egy kis rápattintható karral kurblizhatóvá tennék a kéziturbinát. Ettől óriási töltést nem szabad remélni, viszont vészhelyzetben minden watt számít.

A Vízililiommal 2,5-8 óra alatt lehet egy okostelefont feltölteni, egy GoPro kamerát pedig 1-4,5 óra alatt. A  Seaformatics weboldalán már javában zajlik az előrendelések felvétele 99 dolláros kedvezményes áron az augusztusi szállításra.

Április után az ár már 149 dollárra van beállítva, de ha tényleg tudni fogja a Waterlily azt, amit ígér, akkor a rendszeresen túrázók bizonyára fontolóra veszik az ajánlatot. A készülékre 2 éves jótállást vállal a gyártó.

A Statkraft norvég áramtermelő vállalat és partnercégei, a turbinákat szállító dán Vestas, a Tronderenergi helyi energetikai vállalat és a Nordic Wind Power svájci konzorcium megállapodást kötöttek, hogy megépítik Európa legnagyobb szárazföldi szélerőművét.

Az 1,1 milliárdos beruházás szépsége, hogy az erőmű kapacitása körülbelül a tervezett paksi atomerőmű kapacitásával egyezik meg, de megépítése feleannyiba kerül, mint amazé, és szél kell hozzá, nem urán, valamint veszélyes hulladékot sem hagy maga után.

A szélerőművet a közép-norvég kisváros, Trondheim közelében építik. A beruházások tavasszal kezdődnek, és 2020-ra tervezik a beindítását. Az új erőművel 170 ezer háztartás energiaellátását (fűtés és elektromos áram) tudják biztosítani megújuló energiaforrásból.

Miként lehet az elhagyatott viaduktok hídjait elegánssá, futurisztikussá, környezetbaráttá, mi több, még (zöld)energiatermelővé is tenni?

Erre kerestek választ a városi tisztviselők a Solar Park South versenyen a dél-olaszországi Calabria közelében, idestova négy éve. A városatyák tervezőket és mérnököket kértek fel a nem használt struktúrák környezettudatos átalakítására, újrahasznosítására.
A képviselők leginkább az eredeti tervektől szerettek volna eltérni, attól, hogy a régi hidak lebontásával bajlódjanak, aminek a költsége 40 millió dollárba került volna. 

A Francesco Colarossi, Giovanna Saracino és Luisa Saracino "Solar Wind" elemeikkel a viaduktok oszlopai közötti tér kihasználására építették ötletüket. A Solar Wind 26 telepített szélturbinája évente 36 millió kilowattóra villamos energiát termelhetne évente. Arról nem is beszélve, hogy az ebben a formában felszerelt szélturbinák nem zsákmányolnák ki a természeti környezetet. 

Az energiatermelést fokoznák a hídon áthaladó útra telepített, átlátszó műanyagba bevont napelemekkel, amelyek újabb 11,2 millió kilowattóra energia termelésére lennének alkalmasak. Az újrahasznosított viaduktok így 5000 lakásnak biztosíthatnának áramot. 

A négy éve tologatott program most azért került ismét napvilágra, mert a tervezők úgy döntöttek, ha az olasz tisztviselők nem tudnak továbblépni az ügyben, akkor már ők maguk sem szeretnék jegeltetni az ötletet porosodó asztalfiókokban. 

Hasonló koncepciót már elkezdtek tesztelni Spanyolországban, az eredmények alapján beigazolódott az ötlet költséghatékonysága és működőképessége. 

A skót kormány és a norvég Statoil olajtársaság 5 db 6 megawattos szélturbina-úszóművet állít fel Skócia északkeleti partjától 25 km-re.

A Hywind névre keresztelt park az építők szerint a világ első úszó szélerőműparkja lesz, amely körülbelül 20 000 lakás ellátására elegendő energiát termel majd. A park tervezett üzembe helyezési ideje 2017 második fele.

Az úszó szélerőművek az Északi-tengeri szél átlagos, megközelítőleg 35 km/h sebességét használják ki.

Előnyük, hogy a parttól távolabb is el lehet őket helyezni a vízbe, mivel nem kell őket rögzíteni a tengerfenékhez.

Mivel a fix turbinákhoz szükséges vízmélység 20-50 méter, az Északi-tenger 49-220 méteres átlagos vízmélysége inkább az úszó szélerőművek működtetésének kedvez.

Az üzemeltetők figyelmességét bizonyítja, hogy szélerőműveket olyan távolságba helyezik a partoktól, hogy az a lakosság számára ne váljon vizuális zavaróvá.

A "távolságtartás" miatt a HyWind erőművek nem befolyásolják negatívan a halászatot vagy a hajózási tevékenységet, ugyanakkor megfelelő infrastruktúra kiépítésével (erősáramú kábelek, áramtovábbító berendezések) a partközeli farmok számára áramot biztosíthatnak.

Az épülő rendszer 2,3 megawattos prototípusát már 6 évvel ezelőtt kiépítették a norvég Karmøy partjainál, ami évente 7,3 GWh áramot termel, és jól viseli az akár 11 méteres hullámokat is.

A Startoil úgy gondolja, hogy az úszó szélturbinák a tengeri szélenergia felhasználásának egy újabb mérföldköveivé válhatnak.

Képek: Építik a világ első úszó szélerőművét a skót tengerparton

Lehet, hogy nem kell sok idő, és a kertünk végében egy parcellányi „ültetett” szélfával elláthatjuk a házunk villamos energiaellátását? A franciák egyébként nem is szélfakertekben, hanem egyenesen szélfaligetekben gondolkodnak.

A szél energiáját elektromos árammá változtató mesterséges fákat egy francia start-up cég fejlesztette ki.  A „wind tree” 11 méter magas, lombja 8 méter átmérőjű. A tartóvázat, vagyis a „fa törzsét, az ágakat és a faleveleket acélból készítették. A fa lombját 72 darab levél alkotja. A levelek egy-egy vertikális tengelyen függő, nagyjából kúp alakú turbinák, amelyek egy kis szellő vagy enyhe szél esetén is képesek energiát termelni.

A 72 levélturbina együttesen 3,1 kW áram termelésére képes. Az előnye a nagyobb teljesítményű turbinákkal szemben pont az, hogy nagyon érzékeny, és már kis szél esetén is tud energiát termelni, átlagban a 365 napból 280 napot lehet üzemeltetni.

A szélfa minimális zajterhelést okoz saját környezetében, olyan zizegő hangokat lehet hallani, mint a fák suhogó falevelei esetén. Ezt azzal tudták biztosítani, hogy minden kábelt és generátort egy acélszerkezetbe zártak.  A szélfák egyenként 23 500 fontba kerülnek, de használatuk állítólag garantáltan megtérül.

A fák alkalmazását elsősorban olyan területekre ajánlják, mint például az utcai LED-lámpák vagy az elektromos autók töltőállomásai.

Képek forrása: http://www.gizmag.com/wind-tree-fig-leaf-unsightly-turbines/35040/

A hagyományos szélgenerátorokat sokan ellenzik, tájidegen elemeknek tartják őket, amelyek ráadásul zajszennyezést okoznak. A megújuló szélenergiára azonban mind nagyobb az igény, ami ösztönzőleg hat a mérnökök fantáziájára. Íme, a három legújabb szélgenerátor-terv.

A felfújható szélkerék gyorsan megtérül

A fémből készült hagyományos szélturbinákhoz képest feleannyiból kijön az izraeli Winflex társaság felfújható műanyag szélkereke, amely elnyerte a GE innovációs díját. Az alacsony fenntartási igényű, magas hatásfokúnak és rendkívül üzembiztosnak beharangozott szélkerék teljesítményre vetített telepítési költsége három-öt év alatt megtérül, szemben a hagyományos szélkerekek hét-tíz éves megtérülési idejével. A cég nagyban gondolkozik: a tesztüzemben sikeresen kipróbált 10 és 200 kW teljesítményű turbinákon felül 1 MW-os szélkerekekkel kíván megjelenni a nemzetközi piacon.
 

A széllencse drága, de hatékony

Az aerodinamikai újításnak köszönhetően a széllencse olcsóbban termel áramot, mint egy atomerőmű - és még szebb is. A japán Kiusu Egyetem innovációja abban áll, hogy a szélgenerátor rotorlapátjait egy karima (lencse) fogja össze, így a turbina előtt alacsony légnyomású zóna alakul ki, amelynek szívóhatása megnöveli a beáramló levegő mennyiségét. Ez fölgyorsítja a rotor forgását, ami által legalább kétszeres, de akár háromszoros hatásfoknövekmény érhető el. Japánban minden négyzetméternyi föld fontos termőterület, ezért a 112 méterátmérőjű széllencséket a tengeren lebegő, méhsejtszerű vázra tervezik telepíteni. Ez megteremti annak lehetőségét, hogy a szigetországban oly gyakori tájfunok idején az értékes szerkezetet biztonságos távolságra lehessen vontatni.

Lapátok nélkül is energiát termel

Az Egyesült Arab Emirátusokban tervezett, autómentes ökováros, Masdar megújuló energiaellátására kiírt pályázat egyik érdekessége volt a kinetikus energián alapuló szélgenerátor, amely a New York-i Atelier DNA ötlete. A gigantikus szőrtüszőkre emlékeztető létesítmény 1203 darab, ötvenöt méter magas, harminc centiméter átmérőjű szénszálas rúdból áll, amelyeket a természetben gyakran megfigyelhető logaritmikus spirál mentén telepítenének (ilyen mintázat szerint rendeződnek a napraforgó magjai is). Minden rúd tetején félméteres LED-égő világítana a szélerősség függvényében, azaz a mesterséges erdő már egy szellő esetén is fölragyog. A rudak belsejében sorosan kötött piezoelektromos tányérok sorakoznak: ha a szél megrezegteti a rudat, a mozgás következtében a piezoelektromos tányérok feszültséget generálnak, amely eljut a rúd talapzatába szerelt generátorig, amely a kinetikus energiát elektromossá alakítja.

A világ energiaigénye a gazdasági válság enyhülésével tavaly 5,6 százalékkal nőtt, ami 1973 óta a legmagasabb arány, és immár eléri a 12002,4 Mtoe energiát, ami nagyjából 140 millió gigawattóra.

A Nemzetközi Energiaügynökség adatai szerint a világ népességének egyötöde, mintegy 1,3 milliárd ember nélkülözi az elektromos energiát, további 2,7 milliárdan pedig környezetszennyező, például biomassza alapú energiaforrásokat használnak háztartásukban. Jelenleg a világ szélerőmű-kapacitása évi 215 gigawatt, miközben a Föld összes szélenergia-kapacitása 72 terawatt, ami ötszörösen fedezné az igényeket.

Hiver't-Klokner Zsuzsanna