Startup energetyki wiatrowej evoblade, spółka zależna Instytutu Technologii Kosmicznych (IAT) Uniwersytetu Nauk Stosowanych w Bremie (Niemcy), we współpracy z Deutsche Windtechnik opracował kompozytowy, modyfikowany spojler tylnej krawędzi dla łopat wirnika. Wyniki równoległych testów i badań optymalizacyjnych EvoFlap potwierdzają, że instalacja spojlera może poprawić przepływ aerodynamiczny przy nasadzie łopaty, co zwiększa wydajność i efektywność systemu turbiny wiatrowej.
„Łopaty wirnika mają znaczący wpływ na parametry techniczne i ekonomiczne turbiny wiatrowej” – mówi dr inż. Frank Kortenstedde, założyciel i dyrektor generalny evoblade. „Projektując i optymalizując modyfikowany element przepływu, chcieliśmy uzyskać poprawę techniczną i ekonomiczną właściwości istniejących systemów, korzystając z najnowszych osiągnięć technologicznych”.
EvoFlap można dostosować do różnych typów łopat wirnika. Jako bazowy system do optymalizacji wybrano turbinę NEG Micon NM 82 o mocy nominalnej 1,5 MW i długości łopat 40 metrów. Dodatkowy spojler, wykonany z wielowarstwowego kompozytu wzmocnionego włóknem szklanym (GFRP), ma długość całkowitą 10 metrów, podzieloną na siedem segmentów, co pozwala na montaż bezpośrednio na istniejącej łopacie wirnika.
„Do montażu EvoFlap nie trzeba demontować łopaty z piasty, co zmniejsza zakres prac i koszty” – podkreśla Frank Kortenstedde. „Ponadto konstrukcja łopaty nie ulega uszkodzeniu podczas przyklejania segmentów, a EvoFlap harmonijnie współgra z designem łopaty”. Aby sprawdzić roczną produkcję energii, firma ROMO Wind (Einsiedeln, Szwajcaria) przeprowadziła niezależny monitoring wydajności przy użyciu technologii spinner-anemometru iSpin, mierzącego prędkość wiatru przed turbiną w celu uzyskania dokładnych danych. Dodatkowo druga (sąsiednia) turbina tego samego typu została wyposażona w technologię iSpin jako system referencyjny.
Wyniki równoległych badań, prowadzonych od sierpnia 2015 do marca 2019 roku, potwierdziły wzrost rocznej produkcji energii (AEP), przewidywany na podstawie danych symulacyjnych. Najnowsze wyniki pokazują wzrost AEP o 6% przy średniej rocznej prędkości wiatru 7 m/s. Udowodniono, że EvoFlap nie tylko zwiększa wydajność, ale także poprawia wytrzymałość łopaty na zginanie i skręcanie, wydłużając jej całkowitą żywotność.
„W zależności od okresu eksploatacji EvoFlap może wydłużyć życie łopaty o dodatkowe 1,2–2,6 roku ponad maksymalny okres 20 lat” – wyjaśnia Frank Kortenstedde. „Osiągnięto bardzo wysoki poziom transferu technologii. Obecnie modernizacja tak dużych elementów przepływu jest wyjątkowa. Jednak projekt badawczy pokazuje znaczące potencjalne korzyści”.
Według Evoblade i partnerów, EvoFlap teoretycznie można zamontować na wszystkich turbinach wiatrowych, które mają cienką konstrukcję przy nasadzie łopaty. Choć element przepływu nadaje się do modernizacji, musi zostać dostosowany do indywidualnych cech danego typu łopaty.
„Chociaż modyfikacja elementów przepływu nie zawsze jest możliwa, a pierwotna konstrukcja i parametry turbin zależą od producentów systemów, wciąż cieszymy się, że możemy uczestniczyć i wspierać takie projekty badawcze, które patrzą w przyszłość technologii” – dodaje Matthias Brandt, dyrektor Deutsche Windtechnik AG. „Wyniki idą w dobrym kierunku i pomagają całej branży!”
