Wiele firm na całym świecie mnoży nowe rozwiązania, by znaleźć swoje miejsce na rynku energii odnawialnej. Chociaż wiele z nich to proste, przyrostowe ulepszenia znanych technologii – jak fotowoltaiczna energia słoneczna – niektóre z nich koncentrują się na pobudzeniu sektora bardziej nowatorskimi i futurystycznymi konstrukcjami.

Holenderski wiatr

Dutch Windwheel to koncepcja atrakcyjnego 174-metrowego budynku w porcie Rotterdam, zaprojektowanego tak, aby działać jako platforma dla szerokiej gamy przełomowych technologii energii odnawialnej. Projekt, opracowany przez Dutch Windwheel Corporation we współpracy z firmami Doepel Strijkers Architects, Meysters i BLOC, składa się z dwóch trójwymiarowych pierścieni wykonanych ze stali i szkła, które są umieszczone na podwodnym fundamencie w taki sposób, że wydają się unosić nad taflą wody.

 

Zewnętrzny pierścień posiada około 40 gigantycznych, obrotowych kabin, a wewnętrzny zbudowany jest z turbiny wiatrowej, która przekształca energię wiatru w energię elektryczną za pomocą stalowych rurek. Technologia ta, zwana EWICON – elektrostatyczny konwerter energii wiatru, opracowana została przez konsorcjum z TU Delft i Uniwersytet Wageningen. Wykorzystuje wysokie napięcia do produkcji elektrycznie naładowanych kropelek wody w szereg równoległych elementów poziomych wytwarzających pola elektrycznego. Ponieważ wiatr wciska kropelki do wytworzonego pola elektrycznego, konwerter ładuje się i wytwarza prąd stały (DC).

 

Według Lennarta Graaffa, partnera i założyciela firm BLOC i Windwheel Corporation, EWICON został już poddany testom laboratoryjnym. Teraz technologia ma być po raz pierwszy zastosowana w budynku.

– Skalowanie i optymalizacja techniki, a także dobór i rozwój innych innowacji w zakresie energii odnawialnej, są częściami naszej ścieżki badań i rozwoju, która rozwija się w latach 2015–2017 – powiedział Graaff.

Koncepcja projektowa zostanie zakończona jeszcze w tym roku, na lata 2017–2021 planowane są przygotowania, po tym czasie rozpocznie się budowa, która potrwa do 2025 roku. Graaff ujawnia, że zespół Dutch Windwheel rozmawiał już z kilkoma organizacjami – w tym korporacjami energetycznymi, instytutami badawczymi, deweloperami i inwestorami – o ich zaangażowaniu się w proces budowy.

 

– Pomysł narodził się, gdy rozmawialiśmy o Rotterdamie. Uważaliśmy, że choć rozwija się on dynamicznie, mógłby wykorzystać do promocji jakąś słynną atrakcję. Od samego początku chcieliśmy połączyć to z naszymi pomysłami na zrównoważony budynek, 100-procentowo wykorzystujący czyste technologie – powiedział Graaff. – Będzie to przyszły punkt orientacyjny. I to pasuje do Rotterdamu, holenderskiego miasta przyszłości – dodał.

Wieża energetyczna energii wiatrowej

Tymczasem firma z siedzibą w stanie Maryland opracowuje obecnie hybrydową technologię wytwarzania energii słonecznej i wiatrowej w nowoczesnej wieży. Wykorzystuje ona do produkcji energii niedobory powstające w wyniku wprowadzenia wody do gorącego powietrza.

Wieża jest wysokim wgłębieniem z wbudowanym układem wtrysku wody – klastrem turbin umieszczonym w tunelach aerodynamicznych w pobliżu podstawy. Pracuje przy użyciu serii pomp przenoszących wodę do systemu wtrysku, gdzie zostaje ona przekształcona w drobną mgiełkę i rozpylona przez otwór.

 

Woda jest następnie odparowywana i wchłaniana przez gorące, suche powietrze w wieży, co sprawia, że jest ono gęstsze i cięższe niż ciepłe powietrze otaczające wieżę. To chłodniejsze powietrze przechodzi przez cylinder z prędkością do i powyżej 50 mph, a następnie jest kierowane do tuneli aerodynamicznych u dołu instalacji, gdzie służy do przemieszczania turbin wytwarzających energię elektryczną. W obszarach korzystających ze sprzyjających warunków atmosferycznych, zewnętrzna część wieży może być zbudowana z tego, co firma nazywa „pionowymi wiatrami”, które są wykorzystywane do produkcji dodatkowej mocy.

Według Ronalda Picketta, prezesa i dyrektora generalnego Solar Wind Energy Tower, rozwiązania służące do powstania tej technologii nigdy nie były problemem. Niemożliwe jest natomiast osiągnięcie odpowiedniej wielkości wieży, by produkować energię na interesującą firmę skalę.

Solar Wind Energy Tower wciąż pracują jednak nad nowymi rozwiązaniami i aktywnie realizuje strategiczne partnerstwa z różnymi podmiotami, jak choćby spółki komunalne oraz niezależni producenci energii, aby sfinansować koszty projektu i osiągnąć zamierzone korzyści operacyjne, finansowe i środowiskowe.

– Jak na razie, chcemy osiągnąć pierwszy sukces, czyli doprowadzić pierwszy projekt wiezy do etapu realizacji. Obecnie mamy dwie lokalizacje – w Arizonie i Meksyku, które wymagają jedynie umów zakupu energii, jeden w Arizonie, drugi w Meksyku – ocenia Pickett. – Główne zalety inwestycji to niski koszt instalacji i wynikający z tego niski koszt energii, bardzo konkurencyjny do energii ze źródeł kopalnych – zachęca.

Energetyczne wiatrowe drzewa

Na odmienny, choć równie nowatorski pomysł, wpadła francuska firma badawczo-rozwojowa NewWind, która opracowała wykorzystujące energetykę wiatrową urządzenie zainspirowane wyglądem drzew.

Energetyczne wiatrowe drzewo jest pomysłem przedsiębiorcy Jérôme Michaud-Larivière, który zaprojektował tę technologię na podstawie obserwacji liści spadających na wietrze. Zadał sobie wówczas pytanie, czy mógłby zaprojektować turbinę wiatrową w kształcie drzewa, aby wytworzyć energię elektryczną.

 

Odpowiedzią na te pytanie jest 10-metrowa konstrukcja drzewa, które przecinają pionowe mikrokulki przypominające liście. Powstałe w ten sposób turbiny mają pojemność 3100 W i mogą być doprowadzane do budynków za pośrednictwem głównej tablicy rozdzielczej lub wykorzystującej falownik. Zgodnie z twierdzeniami NewWind, głównym celem wynalazku jest wykorzystanie delikatnych wiatrów w środowiskach miejskich o sile co najmniej 2 m/s, które – jak przekonują – mogą sprawić, że każda turbina będzie działać przez ponad 280 dni każdego roku.

Projekt jest na wczesnym etapie rozwoju, ale firma ma już plany budowy wysokiej jakości prototypowej instalacji na Place de la Concorde w Paryżu. Jej budowa ma rozpocząć się wiosną tego roku i pochłonąć koszty 29 500 euro (36 500 dolarów). Zdaniem NewWind to niewielka cena za zwiększenie świadomości energii odnawialnej w mieście.