Veb izveštaj

Bayer: Nauka za bolji život

Turbina na vetar za kućnu upotrebu

Dobre vesti za vlasnike kuća: sa malim turbinama na vetar uskoro ćete moći da proizvodite vlastitu električnu energiju u samom dvorištu. Proizvođači izrađuju lopatice rotora od nanočestica iz kompanije Bayer MaterialScience.

Ukoliko u svom dvorištu imate prostora za neku trešnju ili jabuku, uskoro ćete u njemu moći da proizvodite i električnu energiju. Treba samo da postavite turbinu na vetar koju proizvodi kompanija Eagle Tuulivoima, da je priključite na električnu mrežu i to je sve.

Pomenuta finska kompanija upravo je počela da proizvodi male turbine na vetar. „Krećemo sa dva modela: jedan je sa nominalnom izlaznom snagom od dva kilovata, a drugi od pet kilovata“, kaže osnivač kompanije, Juha Siitonen. Asortiman proizvoda biće proširen naredne godine i obuhvataće i modele od 10 i 20 kilovata. Poređenja radi, navodimo da veliki sistemi proizvode više od 1.000 kilovata, „ali naši sistemi dovoljno su veliki za kućnu upotrebu“.

Mala težina: Radnik kompanije Eagle, Mika Vanhatalo, izrađuje lopaticu rotora ojačanu ugljeničnim nanocevima.

Začudo, ideja o izgradnji turbina na vetar za kućnu upotrebu rodila se u gradu Lahti, u unutrašnjosti Finske gde obično duva samo blagi povetarac. Međutim, tu je i dom kompanije Amroy koja ima posebnu ekspertizu: tu se ugrađuju ugljenične nanocevi (CNT) u plastičnu smolu jedinstvenom metodom pri čemu nastaje materijal sa značajno poboljšanim mehaničkim osobinama. Hibtonit je naziv za ojačanu epoksi smolu. Ako zvuči poznato, to je zbog toga što je učinjena namerna aluzija na legendarni kriptonit koji je slavan koliko i Supermen.

Neobična jačina tog materijala pripisuje se ugljeničnim nanocevima marke Baytubes koje proizvodi kompanija Bayer MaterialScience. Hibtonit je već pokazao svoju izdržljivost u drugim oblastima primene. Na primer, taj materijal koristi se za proizvodnju palica za hokej na ledu i skija. Jedan klijent kompanije Bayer MaterialScience u Kini proizvodi lopatice rotora dužine između 40 i 50 metara od hibtonita, a za potrebe velikih elektrana na vetar. Zašto se taj isti materijal ne bi upotrebio i za izradu malih turbina na vetar?

Jednog dana, radnik kompanije Amroy čije je ime Kimmo Kaila raspravljao je o toj ideji sa svojim prijateljima po imenu Miamari i Juhe Siitonen u Lahtiju i oni su je odmah prihvatili. Toliko ih je zaokupila ta ideja da su napustili posao i osnovali vlastitu kompaniju 2007. godine: Eagle Tuulivoima. Tuulivoima je finska reč za energiju vetra.

Međutim, Siitonenovi su ubrzo naučili da za izradu lakih lopatica rotora nije dovoljan samo odgovarajući materijal. Ispostavilo se da generatori koji pretvaraju rotaciju u električnu energiju predstavljaju mali problem. „Konvencionalnim uređajima potrebno je oko 260 obrtaja u minutu da bi proizvodili električnu energiju“, objašnjava Miamari Siitonen. Drugim rečima, da bi proizveli električnu energiju, potrebna im je brzina vetra od 7 (51-60 km/h) ili više.

Pošto takvi vremenski uslovi ne predstavljaju svakodnevnu pojavu, ovi Finci osmislili su vlastito rešenje. Kompanija je dala da se za nju iskonstruiše jedan inovativni generator koji efikasno funkcioniše na vetru i tako ispunjava jedan od ključnih zahteva za masovnu proizvodnju.

Ukoliko imate veće a lakše lopatice rotora, prvo pitanje verovatno će biti da li će se one lakše slomiti na jakom vetru. U ovom slučaju odgovor je ne, zahvaljujući sićušnim ugljeničnim nanocevima koje u plastiku ugrađuje snabdevač Amroy. Te sićušne ugljenične nanocevi omogućuju da materijal dobro podnosi velike mehaničke napore. „One, takođe, sprečavaju zamor materijala i obezbeđuju dug vek trajanja“, naglašava generalni direktor kompanije Amroy, Antti Valtakari. Taj efekat potiče i od izduženog oblika ugljeničnih struktura i od činjenice da ih ova kompanija hemijskim putem učvršćuje u plastici. Štaviše, da bi se postigao takav učinak dovoljno je da se doda samo jedan procenat ugljeničnih nanocevi na težinu lopatice.

Za pojedinačne vlasnike kuća ova metoda alternativne proizvodnje električne energije prirodno predstavlja privlačnu opciju ukoliko je i cena odgovarajuća. Očekuje se da će turbina na vetar od dva kilovata, zajedno sa instaliranjem, koštati manje od EUR 10.000. Taj sistem može da proizvede od 4.000 do 8.000 kilovat sati električne energije godišnje, mada ta cifra varira od regiona do regiona. Miamari Siitonen zaključila je da jedna turbina na vetar te veličine može domaćinstvu u kojem živi jedna porodica sa prosečnom potrošnjom da obezbedi svu električnu energiju koja je takvoj porodici potrebna. Ukoliko turbina proizvede više električne energije nego što je potrebno, ta energija može da se pusti u javnu električnu mrežu kao što se to obično čini sa solarnom energijom. Alternativno, taj višak može se i sačuvati.

Kada razmišljaju o potencijalnim kupcima, ovi Finci nemaju u vidu samo ekološki svesne vlasnike kuća u industrijskim nacijama. „Naš fokus je uglavnom na regionima u kojima je snabdevanje električnom energijom vrlo nepouzdano, kao što je Indija ili kao što su zemlje u Africi“, kaže Siitonen. Ako sve bude u redu, ova kompanija može jednog dana da postane poznata kao što je to sada neka finska korporacija za mobilnu komunikaciju.

Male čestice, veliki efekat Na računarskom modelu ugljenične nanocevi (CNT) liče na umrežene, šuplje, veoma tanke slamke. One imaju neverovatno mali prečnik od samo 15 nanometara i 5.000 puta su tanje od vlasi čovekove kose. Nasuprot tome, čestica CNT može da dostigne dužinu od jednog mikrometra, ili jedan hiljaditi deo milimetra. Da bi se ove dimenzije lakše zamislile, recimo sledeće: kad biste poređali jedan gram tih CNT čestica jednu do druge, one bi se sto puta obmotale oko zemlje. Ugljenične nanocevi četiri puta su lakše od čelika, ali njihova mehanička snaga je pet puta veća. One plastici daju još jednu neobičnu osobinu: zahvaljujući njima taj materijal postaje elektro i toplotno provoljiv. Kompanija Bayer MaterialScience trenutno gradi najveće na svetu pilotno postrojenje za proizvodnju ugljeničnih nanocevi u svom sedištu u Leverkuzenu, koje će godišnje proizvoditi 200 tona ugljeničnih nanocevi. Ugljenične nanocevi (trgovinski naziv: Baytubes) već se koriste za mehaničko ojačanje skija, palica za hokej i daski za surfovanje.