Jednostavan dodatak koji povećava učinkovitost vjetroturbina: Uzor su kondori!

Ovakav završetak krila karakterističan je i za moderne zrakoplove...

S rasponom krila od 3 do 3,7 m andski kondor najveća je ptica letačica na svijetu. Unatoč težini do 16 kg, aerodinamika njegovih krila smanjuje otpor, dopuštajući pticama da lete na velike udaljenosti bez zamahivanja, do 241 km u danu. Istraživači s Odsjeka za strojarstvo na Sveučilištu Alberta u Kanadi ispitali su može li pričvršćivanje krilca inspiriranog kondorivim krilima na lopaticu vjetroturbine također smanjiti otpor i povećati proizvodnju energije. Lopatice vjetroturbina koriste aerodinamiku za izvlačenje energije vjetra, koja se pretvara u električnu energiju. Ono što obično smanjuje učinkovitost vjetroturbina je inducirani otpor, nastao kao rezultat uzgona. Dok lopatica prolazi kroz zrak, na njoj se formira područje nižeg tlaka zraka (usisna strana). Zrak pod višim tlakom ispod lopatice (tlačna strana) traži ravnotežu s područjem nižeg tlaka iznad, što rezultira vrtlozima na vrhu, zrakom koji se spiralno vuče s vrhova lopatice. Vrtlozi skreću protok zraka prema dolje (ispiranje prema dolje), stvarajući inducirani otpor.

Dok većina modernih zrakoplova smanjuje inducirani otpor korištenjem krila kako bi se smanjio učinak vrtloga na vrhu, njihova je upotreba u industriji vjetra još uvijek u povojima. Studije o vjetroturbinama s krilima zamijetile su povećanje proizvodnje energije, ali često po cijenu produženja vrha lopatice, što otežava utvrđivanje može li se poboljšanje izravno pripisati krilcima ili povećanju vlažne površine lopatice, površine u kontakt s vanjskim protokom zraka.

Znanstvenici su se obratili Biome Renewablesu, kanadskoj tvrtki za industrijski dizajn, koja stvara čiste energetske proizvode oponašajući prirodu. Tvrtka je dizajnirala lopatice temeljene na kondorovim krilima, dugačke su 5,35 m i dizajnirane za naknadnu ugradnju na vrh krila vjetroturbine nakon proizvodnje. Znanstvenici su koristili računalne simulacije kako bi odredili učinak koji je dodavanje Biome wingleta uzorku vjetroturbine imalo na proizvodnju energije. Otkrili su da dodavanje krilca povećava razliku tlaka između usisne površine i tlačne površine duž raspona lopatica, što zauzvrat povećava okretni moment turbine (rotacijska sila oko osi) i proizvodnju energije. Prosječno povećanje proizvodnje energije bilo je 10%, što se može pripisati aerodinamičkim promjenama, a ne samo povećanjem površine krila.

Ovakav završetak krila karakterističan je i za moderne zrakoplove.