Wzorując się na owadach zwiększyli wydajność turbin o 35%

Turbiny wiatrowe zapewniają 4% światowej energii. Jednak jej produkcja z wiatru nie jest tak prosta, jakby się mogło wydawać. Naukowcy z Sorbony stwierdzili, że wzorowanie się na owadach i stworzenie elastycznych turbin zwiększa ich efektywność o 35%.

Do zwiększenia efektywności turbiny wiatrowej nie wystarczy, by była ona jak największa i jak najszybciej się obracała. Im większa turbina, tym większe ryzyko jej uszkodzenia. Ponadto przy szybko wiejących wiatrach efektywność turbin spada, gdyż działają one wówczas jak ściana. Wiatr nie może się przedostać przez szybko obracające się skrzydła. Turbiny wiatrowe działają najbardziej wydajnie przy wiatrach o średniej prędkości. Jednak to nie wszystko. Optymalna sytuacja ma miejsce, gdy wiatr uderza w turbinę pod odpowiednim kątem.

Owady nie mają tego problemu. Ich skrzydła są elastyczne i kierują siłę w stronę, w którą owad się porusza, a jako że się uginają, zmniejszają też ryzyko uszkodzeń.

Vincent Cognet i jego koledzy z Sorbony postanowili sprawdzić, czy elastyczne turbiny wiatrowe będą bardziej efektywne od tradycyjnych. Zbudowali więc prototypy o trzech różnych rotorach. Jeden był całkowicie sztywny, drugi nieco elastyczny, a ostatni bardzo elastyczny. Badania w tunelu aerodynamicznym wykazały, że najlepiej sprawują się nieco elastyczne rotory. Wytwarzały one o 35% energii niż inne konstrukcje i były bardziej wydajne w bardzo różnych warunkach wiejącego wiatru. Lepiej też radziły sobie przy szybciej wiejącym wietrze.

Kolejnym wyzwaniem, jakie postawili przed sobą naukowcy, jest zbudowanie pełnowymiarowej turbiny. Musimy znaleźć materiał, który jest elastyczny, ale nie zbyt elastyczny - mówi Cognet.

Asfaw Beyene, profesor z San Diego State University w Kalifornii, który nie brał udziału w pracach Franzuców, mówi, że ich wnioski zgadzają się z wynikami jego eksperymentów. Beyene stworzył rotor zmieniający kształt i również uzyskał 35% wzrost wydajności. Obecnie jego zespół pracuje nad stworzeniem większego prototypu. Z punktu widzenia mechaniki i fizyki płynów ma to sens. Nie ma powodu, dla którego nie moglibyśmy stworzyć turbin dostosowujących się do wiatru - stwierdza uczony.

turbina wiatrowa owad skrzydła