Turbiny wiatrowe pracujące na morzu już po dwóch latach są zniszczone. Ich skrzydła cierpią niemiłosiernie

Zaledwie dwa lata pracy turbin wiatrowych na morzu spowodowały duże zniszczenie łopat wiatraków. Okazuje się, że wszystkiemu winne są krople deszczu, które uderzają w śmigła kręcące się z prędkością nawet 350 km/h.

Deszcz zazwyczaj nie kojarzy się z niczym groźnym. Gdy jednak zderza się z łopatami potężnych turbin wiatrowych, powoduje ogromne zniszczenia. I to jest problem.

Farmy wiatrowe budowane coraz częściej zarówno na lądzie jak i na morzu mogą są jednym z najważniejszych elementów procesu przechodzenia z paliw kopalnych na odnawialne źródła energii. Wraz z rozwojem techniki powstają coraz większe turbiny wiatrowe, które mogą dostarczać więcej energii elektrycznej niższym kosztem. Ma to jednak swoją cenę.

Łopaty największych turbin wiatrowych mają długość rzędu nawet 85 metrów. Wkrótce jednak na morzach całego świata pojawią się nawet większe turbiny o długości łopat rzędu 110 metrów. Jeżeli sama liczba nic wam nie mówi, wystarczy przypomnieć, że standardowe boisko piłkarskie ma długość 105 metrów. Można sobie wyobrazić zatem, że końcówki łopat zakreślają na niebie okrąg, w którym zmieściłyby się dwa pełnowymiarowe boiska piłkarskie, ustawione jedno obok drugiego na długość.

Co to oznacza? Jeżeli przy korzystnych warunkach wirnik takiej turbiny obraca się w tempie rzędu 10 obrotów na minutę, to końcówka takiej 100-metrowej łopaty porusza się z prędkością ponad 350 km/h. Pod względem konstrukcyjnym nie jest to problem. Problemem jest woda pod każdą postacią. Można nawet powiedzieć, że problem przypomina ten sam, z którym musi się mierzyć Międzynarodowa Stacja Kosmiczna. Orbitalne laboratorium przemieszczające się z ogromną prędkością 400 km nad powierzchnią Ziemi, okrąża naszą planetę w ciągu zaledwie 90 minut. Przy tak dużej prędkości zderzenie z nawet mikroskopijnie małym ziarnem pyłu pozostawia na stacji kosmicznej liczne ślady w postaci małych, ale z czasem istotnych mikrokraterów.

Dokładnie tak samo jest z obracającymi się łopatami turbin wiatrowych na morzu. Szybko obracająca się łopata bezustannie uderza swoją krawędzią natarcia w krople deszczu, w drobinki lodu czy też w grad. Skutki tych pozornie nieistotnych zderzeń są brutalne.

O ile same turbiny budowane są tak, aby wytrzymać nawet 20 lat, to już po dwóch latach w niektórych miejscach łopaty wyglądają jakby były wykorzystywane przez kiboli Cracovii Kraków. Wszystkie cząstki, deszcz, śnieg, lód czy grad, z którymi zderzają się łopaty powodują swoistą erozję laminatu na krawędzi łopat, stopniowo odsłaniając znajdujące się pod nim włókno szklane, które także jest wystawione na działanie wszystkich tych czynników.

Nie trzeba mówić, że zniszczona powierzchnia krawędzi natarcia łopaty generuje dodatkowe opory i zawirowania, przez co wirnik obraca się wolniej i tym samym generuje mniej energii elektrycznej. Wydajność zatem spada dużo szybciej niż planowano i niezbędne jest częste prowadzenie kosztownych prac serwisowych takich turbin.

To jeden z poważniejszych problemów dla branży zajmującej się farmami wiatrowymi, bowiem okazuje się, że inwestorzy mogą dłużej czekać na zwrot z inwestycji. Nic dziwnego zatem, że naukowcy intensywnie pracują nad sposobami wzmacniania łopat wirników tak, aby jak najdłużej zachowywały swoje właściwości aerodynamiczne. Takie rozwiązania jednak będzie można zastosować dopiero do nowych turbin. Co jednak zrobić z tymi tysiącami, które już teraz generują energię elektryczną? Na to pytanie jak na razie nie ma jasnej odpowiedzi.

Ten artykuł ukazał się po raz pierwszy na spidersweb.pl 14.11.2021 roku