Liten vindturbin for hagen: forskere oppnår imponerende effekt

En nyutviklet liten vindturbin gjør det mulig å produsere strøm hjemme i hagen, selv når vinden bare blåser svakt. Gjennom en lett konstruksjon og aerodynamisk optimaliserte rotorblader oppnår den en uvanlig høy virkningsgrad.

Effektiv også ved lav vindstyrke

Den kompakte vindturbinen er utviklet for privat bruk og fungerer effektivt allerede ved lave vindhastigheter. Den lette oppbygningen og formen på rotorbladene gjør at den kan utnytte selv små vindpust til å generere strøm.

Produksjonen er nesten helt automatisert, noe som gjør den rimeligere å fremstille. Det kan gjøre slike anlegg attraktive for husholdninger og småbedrifter. De første prototypene blir nå installert og testet i Brandenburg.

Les også: Teknologiens vendepunkt: Hvor langt kan AI vokse før verden går tom for strøm?

Bakgrunn og utvikling

Små vindturbiner har lenge vært utfordrende å utvikle fordi de må være både lette og effektive for å kunne produsere strøm ved lave vindhastigheter. Et forskerteam ved Fraunhofer-instituttet for anvendt polymerforskning (IAP) har arbeidet med dette i flere år. Målet er å utnytte vindenergien mest mulig effektivt, forteller prosjektleder Marcello Ambrosio. Allerede i 2021 utviklet teamet spesielle rotorblader laget av fiberforsterkede materialer.

Ny lettkonstruksjon og 3D-printet produksjon

Forskerne har nå forbedret både den aerodynamiske utformingen og produksjonsprosessen. Rotorbladene består av to tynne skall i fiberkompositt, uten skumkjerne, og er dermed opptil 35 prosent lettere enn vanlige modeller.

For å redusere produksjonskostnadene brukes industriell 3D-printing til å lage formene for rotorbladene. Disse dekkes automatisk med fibermateriale og mettes med harpiks, noe som sikrer høy kvalitet og mindre materialeoverlapping enn ved manuell produksjon.

Ytelse i praksis

Vindkanaltester viser at rotorene begynner å rotere allerede ved vindhastigheter på 2,7 meter per sekund, altså rundt ti kilometer i timen. Til sammenligning trenger mange kommersielle småturbiner minst fire meter per sekund for å starte. Det skriver chip.

Den nye modellen kan oppnå opptil 450 omdreininger per minutt og en effekt på rundt 2.500 watt ved vindstyrke på ti meter per sekund. Ifølge forskerne betyr det at den i gjennomsnitt yter 83 prosent bedre enn lignende systemer på markedet. Virkningsgraden ligger på 53 prosent, nær den teoretiske øvre grensen på 59 prosent. Til tross for den lette konstruksjonen er rotorene robuste nok til å tåle sterk vind.

Selvregulering ved storm

Materiallagene i rotorbladene er konstruert slik at de bøyer seg elastisk og vris ut av vinden når stormkast oppstår. Dermed reduseres hastigheten automatisk, og turbinen beskyttes mot overbelastning uten behov for komplisert styring.

Pilotprosjekt i Brandenburg

Fem anlegg skal nå settes opp på ulike steder i Brandenburg for å undersøke hvordan plassering og høyde påvirker effektiviteten. Ifølge prosjektpartner Raúl Comesaña Macias fra BBF-gruppen kan slike små vindturbiner bli et viktig bidrag til lokal og uavhengig energiforsyning.

Forskerne arbeider videre med å forbedre rotorene og undersøker om de kan produseres av ett enkelt materiale i stedet for kompositt. Det vil gjøre delene lettere å gjenvinne og forbedre den miljømessige bærekraften ytterligere.

Les også: Ti ikoniske duppeditter som forandret verden