Polska turbina wiatrowa wydrukowana w 3D nagrodzona w Holandii
Studenci Politechniki Łódzkiej zaprojektowali przydomową czterołopatową turbinę wiatrową. Instalacja produkuje taką ilość energii, która umożliwi wykorzystanie turbiny jako źródła energii dla ciepłej wody użytkowej albo centralnego ogrzewania. Projekt został nagrodzony w międzynarodowym konkursie International Small Wind Turbine Contest 2022, organizowanym przez Uniwersytet Techniczny w Delft w Holandii.
Drużyna GUST (Generative Urban Small Turbine) z Politechniki Łódzkiej po raz kolejny stanęła na podium międzynarodowego konkursu International Small Wind Turbine Contest 2022 (ISWTC). Tym razem 20-osobowy zespół studentów z Polski zajął drugie miejsce, wyprzedzając drużyny z Egiptu, Danii, Niemiec i Holandii oraz zwycięską drużynę z Uniwersytetu w Toronto.
Polacy zaprezentowali prototyp przydomowej czterołopatowej turbiny wiatrowej, która podczas konkursowego pokazu pracowała z mocą ponad 1 kW przy wietrze 13 m/s.
Jest to nie tylko najlepszy wynik spośród wszystkich drużyn biorących udział w wydarzeniu, ale również rekord zespołu w jego siedmioletniej działalności. – Nasza turbina została zaprojektowana i zoptymalizowana tak, aby maksymalizować produkcję energii przy prędkościach wiatru rzędu 8–13 km/h, które są częste na Starym Kontynencie – opowiada liderka projektu GUST Anna Baszczyńska.
Taką wydajność instalacja zawdzięcza swojej budowie: poziomej osi obrotu i specjalnej geometrii łopat. – Najbardziej efektywna okazała się wersja z najnowszą geometrią łopat ze skośnym zakończeniem – dodaje Baszczyńska.
Przydomowa turbina wiatrowa zaprojektowana przez łódzkich studentów to maleństwo – rozpiętość łopat wynosi 1,6 m, długość to 80 cm, natomiast wysokość może być dostosowana do indywidualnych potrzeb konsumenta. Zakres roboczy to 2 m2.
GUST
Łopaty turbiny wyprodukowane zostały z mieszanki włókna węglowego z włóknem szklanym, natomiast obudowę zespół wydrukował w technologii druku 3D przy użyciu tworzywa PET-G, co pozwoliło na uniknięcie odpadów produkcyjnych.
– Warto wspomnieć o modularności turbiny, która gwarantuje, w przypadku uszkodzenia turbiny jest możliwość wymiany jedynie tych części, które uległy awarii, a nie całego urządzenia – opowiada Ania Baszczyńska.
Podobnie jak w każdym innym urządzeniu awarii ulec mogą różne części systemu. Wpływ na to może mieć przede wszystkim sposób użytkowania turbiny, miejsce jej zainstalowania, ale przede wszystkim częstotliwość występowania ekstremalnych zjawisk atmosferycznych.
Energia z wiatru
Ile energii może produkować rocznie turbina w naszych warunkach pogodowych? – To bezpośrednio zależy od jej lokalizacji – wyjaśniają autorzy projektu. – Inną wartość osiągniemy w Łodzi, inną w Gdańsku, a jeszcze inną w Zakopanem.
Dla lokalizacji rozważanych w konkursie ISWTC jest to około 600–700 kWh/rok. W polskich warunkach zapewne bliżej byłoby wartości rzędu 500–600 kWh/rok. Wartości te oznaczają, że turbinę będzie można wykorzystać jako źródło energii dla ciepłej wody użytkowej albo centralnego ogrzewania.
Czy jest zatem szansa, aby turbina z drukarki 3D zagościła w przydomowych ogródkach, zaspokajając zapotrzebowanie na ciepło swoich właścicieli?
– Oczywiście trzeba pamiętać, że instalacja jest na razie prototypem – zastrzega Marcin Walczak z drużyny GUST.
Anna Baszczyńska dodaje: – Wiemy z analiz prowadzonych m.in. na Politechnice Łódzkiej, że aby taka inwestycja miała sens ekonomiczny, cena turbiny wiatrowej naszych rozmiarów i mocy nie powinna przekraczać 2000–2500 euro za sztukę. Jednak jednym z celów naszego projektu badawczego jest zmniejszenie kosztów produkcji dzięki zastosowaniu innowacyjnych materiałów i technologii, co od kilku lat z sukcesem udaje nam się osiągać.
Komercjalizacja w planach
Od powrotu drużyny GUST z Holandii projektem zainteresowały się trzy firmy.
– Tylko w ciągu ostatniego tygodnia otrzymaliśmy ponad 50 telefonów oraz e-maili z zapytaniem o cenę i dostępność turbiny na rynku – opowiada liderka projektu. – Rozumiemy to zniecierpliwienie, szczególnie biorąc pod uwagę bardzo dobre wyniki uzyskane na konkursie w Holandii. Technologicznie jesteśmy niezwykle blisko stworzenia, gotowej do wprowadzenia na rynek, turbiny wiatrowej. Niestety proceduralnie cały proces jest znacznie dłuższy. Wymaga on przede wszystkim wielu lat testów. My naszą turbinę mamy możliwość testować jedynie trzy godziny w roku, w czasie trwania konkursu w Holandii – wyjaśnia Anna Baszczyńska.
Jak podkreślają twórcy projektu, oprócz znacznego kapitału początkowego, który jest potrzebny, by firma mogła ruszyć z produkcją turbiny, niezbędna byłaby również integracja turbin z istniejąca gamą źródeł OZE i magazynów energii.
– Ostatnim ważnym aspektem jest również dostęp do rynków większych niż Polska. Przez cały czas aktywnie współpracujemy ze środowiskiem biznesowym, firmami, które zauważają potencjał energetyki wiatrowej i – tak jak my – chcą ten proces kreować. Oczywiście cały czas poszukujemy kolejnych firm czy osób prywatnych, które wspólnie z nami chcą tworzyć przyszłość dla nas wszystkich – mówi Anna Baszczyńska.
GUST (Generative Urban Small Turbine) to projekt studencki uruchomiony w październiku 2015 roku. Jest realizowany przez członków Studenckiego Koła Naukowego Energetyków działającego przy Instytucie Maszyn Przepływowych Wydziału Mechanicznego Politechniki Łódzkiej. Skupia studentów uczących się na różnych wydziałach PŁ, których połączyła idea pracy nad bieżącym, realnym problemem dotyczącym energii wiatrowej, jak również chęć rozwoju własnych umiejętności inżynierskich i zdobycia praktycznego doświadczenia.
Katarzyna Bielińska
katarzyna.bielinska@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
