Chiny przetestowały latającą turbinę wiatrową S2000 o mocy megawatów na wysokości 2000 m, generując energię elektryczną i podłączając system do sieci.

• System S2000 Stratosphere Airborne Wind Energy System (SAWES) działa na wysokości 2000 m i w teście wygenerował 385 kWh energii.
• Konstrukcja przypomina hybrydę samolotu i sterowca, zamiast klasycznej wieży wykorzystuje unoszącą się w powietrzu platformę z turbinami.
• Energia jest przesyłana na ziemię za pomocą linii napowietrznych, co pozwala ominąć ograniczenia przestrzenne, krajobrazowe i akustyczne.
• SAWES może również przenosić sprzęt telekomunikacyjny, czujniki środowiskowe i monitoringowe, co wpisuje się w koncepcję „gospodarki niskiego pułapu”.
• Test był sukcesem demonstracyjnym, ale konstrukcja wymaga dalszych badań pod kątem skalowania, bezpieczeństwa, ekstremalnych warunków pogodowych i kosztów eksploatacji.

W południowo-zachodniej prowincji Syczuan w Chinach zakończyły się testy pierwszego na świecie systemu energetyki wiatrowej, który działa na dużych wysokościach i nie jest zamocowany ani na ziemi, ani na wodzie. Urządzenie, nazwane S2000 Stratosphere Airborne Wind Energy System (SAWES), uniosło się na wysokość 2000 metrów i jednocześnie wygenerowało energię elektryczną, która została podłączona do sieci. To wydarzenie uznawane jest za istotny etap w rozwoju technologii wiatrowych na dużych wysokościach.

System SAWES działa w powietrzu dzięki specjalnej konstrukcji umożliwiającej unoszenie się na wysokości, gdzie wiatr ma większą prędkość i stabilność niż przy powierzchni ziemi. W czasie testu urządzenie nie tylko wzniosło się nad teren prowincji Syczuan, ale także zarejestrowało stabilną produkcję energii, co pozwala na przesłanie jej do lokalnej sieci energetycznej. Testy te mają na celu sprawdzenie zarówno bezpieczeństwa systemu, jak i jego zdolności wytwórczych, w tym możliwości pracy w różnych warunkach atmosferycznych.

Dzięki temu przedsięwzięciu Chiny po raz pierwszy zademonstrowały w praktyce, że możliwe jest wykorzystanie wiatru na dużych wysokościach w sposób komercyjnie użyteczny, a nie tylko jako koncepcji laboratoryjnej czy wizjonerskiej. System SAWES łączy w sobie mechanizmy lotnicze i energetyczne, umożliwiając stabilne utrzymanie się w powietrzu oraz wytwarzanie energii, którą można wprowadzić do sieci.

Chiny wyprzedziły Rosję w liczbie atomowych okrętów podwodnych

Powietrzna elektrownia zamiast wieży

System S2000 łączy w sobie cechy samolotu i sterowca. Zamiast tradycyjnej wieży i dużych łopat montowanych przy gruncie, wykorzystuje platformę unoszącą się w powietrzu, na której zainstalowano turbiny wiatrowe. Celem konstruktorów jest dostęp do mocniejszych i bardziej stabilnych wiatrów wiejących na dużych wysokościach nad powierzchnią ziemi.

– Tradycyjne turbiny wiatrowe produkują energię na poziomie gruntu. Ten system działa na podobnej zasadzie, ale generacja energii odbywa się w powietrzu – powiedział Weng Hanke, współzałożyciel i dyrektor ds. technologii w firmie Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology.

Energia wytworzona przez wirujące łopaty jest przesyłana na ziemię za pomocą linii napowietrznych. Takie rozwiązanie pozwala teoretycznie obejść ograniczenia związane z przestrzenią, krajobrazem i hałasem, które od lat ograniczają tradycyjne farmy wiatrowe, zwłaszcza w obszarach miejskich. Podczas lotu testowego trwającego około 30 minut system wygenerował 385 kilowatogodzin energii elektrycznej. Sama platforma ma wymiary około 60 metrów długości oraz 40 metrów szerokości i wysokości.

Twórcy projektu zaznaczają, że głównym wyzwaniem nie była aerodynamika, lecz przesył energii o wysokiej gęstości mocy przy zachowaniu niskiej masy całej konstrukcji.

– Udało nam się połączyć średnie napięcie prądu stałego z lekką konstrukcją i wysoką sprawnością przesyłu – powiedział Weng.

Masa, stabilność i bezpieczeństwo przesyłu energii pozostają kluczowymi barierami w rozwoju latającej energetyki wiatrowej, a osiągnięcia S2000 stanowią krok w kierunku praktycznego wykorzystania tej technologii.

Mamy przełom?

Chińscy projektanci systemu SAWES przewidują dla niego zastosowania wykraczające poza samą produkcję energii elektrycznej. Konstrukcja może służyć do przenoszenia sprzętu telekomunikacyjnego, czujników środowiskowych oraz urządzeń monitorujących. System wpisuje się w rozwijaną w Chinach koncepcję tzw. „gospodarki niskiego pułapu”, która zakłada wykorzystanie przestrzeni powietrznej na niewielkich wysokościach do celów cywilnych. Może to obejmować monitoring klimatu, zarządzanie sytuacjami kryzysowymi czy utrzymanie łączności w trudno dostępnych rejonach.

Testowy lot systemu zakończył się pomyślnie, jednak trwał jedynie pół godziny, a ilość wytworzonej energii była symboliczna i nie przesądza o opłacalności SAWES w warunkach rzeczywistych. Nieznane pozostają możliwości konstrukcji w kontekście ekstremalnych warunków pogodowych, długotrwałego użytkowania oraz ryzyka awarii nad obszarami miejskimi. Na obecnym etapie SAWES pełni funkcję demonstratora technologii, a nie gotowego rozwiązania do miejskiej energetyki.

Latające turbiny wiatrowe pojawiają się w projektach badawczych od wielu lat, ale niewiele z nich wychodzi poza etap prototypowy. Jeżeli uda się rozwiązać kwestie skalowania, bezpieczeństwa i kosztów, wówczas energetyka wiatrowa będzie mogła być wykorzystana w nowy sposób, niezależnie od tradycyjnych lądowych instalacji. Na razie system pozostaje eksperymentem i jego dalsze losy zależą od testów, rozwoju technologii oraz ekonomicznej opłacalności przedsięwzięcia.

Chiny przyspieszają wyścig kosmiczny z USA

Fot. Shenxing Cable Group Co., Ltd