Představte si budoucnost, ve které se obnovitelné zdroje energie neomezují pouze na velké větrné turbíny nebo solární panely.
Průlomový výzkum vedený Dr. Ducem H. Nguyenem na Bristolské univerzitě tuto vizi uskutečnil. Díky nově udělenému grantu ve výši 375 000 liber (11,2 milionů korun) od Rady pro výzkum v oblasti inženýrství a fyzikálních věd (EPSRC) chce Dr. Nguyen zdokonalit vzdušné větrné energetické systémy (AWES) a posunout je směrem ke komercializaci.
Obnovitelné zdroje energie mění bezpilotní letouny
AWES, což je zkratka pro Airborne Wind Energy Systems, má oproti běžným větrným turbínám výhodu v tom, že se nachází mimo zem a využívá drony napojené na pozemní stanice k využití větrné energie ve vyšších polohách, kde jsou poryvy větru silnější i stabilnější. Když vítr odtrhne dron od pozemní stanice, roztočí generátor a vyrábí elektřinu. Tento systém má řadu výhod, např.:
- vyšší výnosy energie: AWES fungují ve větších nadmořských výškách než tradiční turbíny a využívají silnějších a stabilnějších větrných proudů.
- Větší flexibilita: Tyto systémy lze umístit na pobřeží, na pevnině nebo na odlehlých místech s minimálními nároky na infrastrukturu.
- Snížení uhlíkové stopy: AWES potlačují závislost na masivních větrných elektrárnách, což znamená méně emisí uhlíku ve Spojeném království a menší zábor půdy, což vede k dosažení cíle čisté nuly.
AWES je navzdory svému obrovskému potenciálu stále se rozvíjející technologií. Mnoho prototypů bylo narychlo spuštěno do testování bez dostatečných znalostí jejich letové dynamiky, což často vedlo k provozním selháním programů a jejich zastavení. Projekt Dr. Nguyena se tímto problémem zabývá s využitím pokročilých numerických metod k předvídání a zmírnění letové nestability.
Prevence nouzového přistání
Při zvětšování rozsahu AWES bude třeba pečlivě vyvažovat aerodynamické síly, aby byly komerčně životaschopné, a zároveň zachovat stabilitu. I malá chyba ve výpočtu by mohla dron poslat mimo kurz a na zem.
Právě zde přicházejí ke slovu odborné znalosti doktora Nguyena v oblasti vysokých letů. Jeho výzkum se zaměřuje na nasazení bifurkačních a kontinuálních přístupů, což jsou matematické metody široce používané v dynamice letadel k předvídání nestabilit dříve, než se projeví.
Ukázalo se, že se osvědčují při předpovídání nebezpečných způsobů chování, jako jsou oscilace vyvolané pilotem a aerodynamické třepetání.
Dr. Nguyen vysvětluje: „AWES může dosáhnout transformační nákladové výhody tím, že nahradí zavedené metodiky bifurkačními metodami, takže tato technologie může nakonec přejít na komerční využití v plném rozsahu díky zlepšení nákladů a výkonnosti.“
Díky těmto pokrokům by AWES mohla být ještě účinnější, bezpečnější a nákladově efektivnější, což by vedlo k jejímu širokému rozšíření.
Od vize k realitě
Tento ambiciózní projekt je možný jen díky tomu, že Dr. Nguyen spolupracuje s těmi správnými lidmi v oboru, jako je norský startup Kitemill a Univerzita Carlose III v Madridu. Při úvahách o potenciálu systému AWES generální ředitel společnosti Kitemill Thomas Hårklau jednou prohlásil: „Technologie AWES má potenciál stát se vlajkovou lodí v energetickém průmyslu díky své vynikající materiálové účinnosti, která vede k vyšším energetickým výnosům.“
Cílem tohoto partnerství je vyřešit současné problémy prostřednictvím optimalizace konstrukce dronů, účinnosti přeměny energie a hladkého uvedení AWES na energetický trh. AWES je podporován průmyslovými odvětvími po celém světě a probíhá další výzkum, aby se stal spolehlivou alternativou k tradičním obnovitelným zdrojům energie.
Využití dronů ke sběru energie z větru může znít jako sci-fi představa, ale pomalu se stává realitou. Díky pokračujícímu výzkumu a vývoji mohou být tyto vzdušné energetické systémy brzy k dispozici pro osobní i komerční využití. Jedinečný výzkum Dr. Nguyena je významným krokem k tomu, aby se AWES staly zásadní součástí energetického řešení ve Velké Británii. S dalším vývojem této technologie se může změnit náš pohled na obnovitelné zdroje energie.