Småskalig vindkraft för alla: Nya turbiner drivs från bara 2,7 m/s

Fraunhofer Institute for Applied Polymer Research IAP och Berlinbaserade BBF Group har presenterat de första lättviktsprototyperna av en nyutvecklad liten vindturbin. Deras gemensamma forskningsprojekt syftar till att utveckla högeffektiva turbiner för regioner med låga vindhastigheter, vilket utgör en viktig milstolpe i utvecklingen av decentraliserade energilösningar.

De nya små vindkraftverken börjar arbeta vid så låga vindhastigheter som 2,7 meter per sekund - betydligt tidigare än typiska kommersiella modeller, som vanligtvis kräver cirka 4 m/s. Vid 10 m/s når rotorerna upp till 450 varv per minut, vilket genererar en effekt på cirka 2.500 watt. Med en ljudnivå på bara 40 decibel är de enligt uppgift inte mer högljudda än ett hushållskylskåp. Verkningsgraden på 53% ligger anmärkningsvärt nära det teoretiska maxvärdet på 59%.

En viktig faktor bakom den höga verkningsgraden är rotorbladens lättviktskonstruktion, tillverkade av fiberkompositer med ihålig struktur utan skumkärna. Denna design gör det möjligt för forskarna att minska bladvikten med upp till 35%. Komponenterna tillverkas med hjälp av industriell 3D-printing och ett AFP-system (Automated Fiber Placement), som säkerställer exakt skiktning av fiberremsorna samtidigt som materialöverlappningen minimeras.

Möjliga tillämpningar

Den kompakta designen och den låga vikten gör att de nya små vindkraftverken lämpar sig för ett stort antal olika tillämpningar. Tack vare en starthastighet på endast 2,7 m/s är de idealiska för regioner med begränsad vind, där konventionella system ofta inte är ekonomiskt lönsamma. De utgör också ett lovande alternativ som kompletterande energikälla för privathushåll.

De lätta turbinerna är särskilt väl lämpade för avlägsna områden utan tillförlitlig tillgång till elnätet, t.ex. bergsstugor, forskningsstationer eller ösamhällen. Den kompakta designen gör dem också till en praktisk och hållbar energikälla för katastrofhjälp och mobila insatser, som ger ström till fältlaboratorier och nödbostäder.

Enligt Fraunhofer är en av de största fördelarna med de nya små vindkraftverken att de i allmänhet inte kräver något bygglov. I de flesta fall räcker det med att meddela den lokala byggnadsmyndigheten före installationen. På lång sikt förväntas prototyperna bidra till utvecklingen av decentraliserade energiöar som kombinerar solenergi, batterilagring och små vindkraftssystem - vilket skapar en självförsörjande energiförsörjning som är mer motståndskraftig mot väderfluktuationer och stöder den lokala energiomställningen.

Fem prototyper testas för närvarande

Totalt fem prototyper har levererats till BBF Group och kommer att installeras på olika platser för att testa deras prestanda under olika förhållanden och på olika höjder. Det är fortfarande oklart när de små vindkraftverken kommer att börja massproduceras och bli tillgängliga för privat och kommersiellt bruk.