Terwijl oliemaatschappijen steeds dieper boren om tegemoet te komen aan de honger naar brandstof van de wereld, zoekt een nieuwe golf van ondernemers op het gebied van schone energie ook wijd en zijd naar bronnen - maar in de tegenovergestelde richting.
Dat komt omdat naarmate je hoger gaat, de grondwrijving afneemt en plaats maakt voor steeds sterkere winden; op extreme hoogtes, variërend tussen 20.000 en 50.000 voet, afhankelijk van uw locatie, komt u in wat de jetstream wordt genoemd, een wervelende massa lucht met winden omhoog van 100 mijl per uur. Naarmate de windsnelheid verdubbelt, groeit de potentiële energievoorziening achtvoudig, zodat deze luchtstromen langs de buitengebieden van de atmosfeer van de aarde kunnen worden beschouwd als een soort enorme schat aan hernieuwbare energie. In feite concludeerde een analyse in het tijdschrift Energies dat "de totale windenergie in de jetstreams ongeveer 100 keer de wereldwijde vraag naar energie is."
gerelateerde inhoud
- Deze creatieve windturbines laten je heroverwegen wat je weet over windenergie
Hoewel het idee om gebruik te maken van de almachtige jetstream buiten bereik lijkt te zijn, is een handvol start-ups van windenergie in ieder geval voorlopig bezig met het ontwikkelen van technologieën waarvan ze hopen dat ze ooit zullen profiteren van de energie die op bescheidener wijze is gevonden hoogten. Onder hen is Altaeros Energies, die onlangs plannen heeft aangekondigd om een windturbine in de lucht te hijsen tot een ongekende hoogte van 300 meter boven een afgelegen plek in Alaska. In de loop van 18 maanden zal hun prototype van Buoyant Airborne Turbine (BAT) stroom leveren aan ongeveer een dozijn off-the-grid huizen.
Hoewel er geen startdatum is vastgesteld voor het project, begint de pilot zodra het bedrijf het vergunningproces heeft voltooid, zegt mede-oprichter van Altaeros Energies, Adam Rein.
"Plaatsen als Alaska zijn perfect voor deze systemen die we hebben ontwikkeld", zegt Rein. "Op deze locaties heb je koude, ruige omstandigheden waarin de grond bevroren is, waardoor het moeilijk is om reguliere turbines te plaatsen. Als we kunnen aantonen dat [BAT] kan werken in Alaska, kan het overal werken voor min of meer dezelfde kosten van het opzetten van andere turbines. "
Hoewel het idee om luchtgestookte stroomgeneratoren te maken al enige tijd wordt verspreid, is het pas sinds kort dat bedrijven prototypes hebben samengesteld met als doel iets commercieel haalbaar te produceren. Deze omvatten concepten zoals de Laddermill-turbine, die bestaat uit een roterende lus van "power vliegers" en het Magenn Air Rotor System, een gigantische helium gevulde rotor die zijn uitvinders hebben beschreven als een "draaiende Goodyear blimp." Maar tot nu toe, het is alleen de in Boston gevestigde Altaeros die in staat is geweest om financiering te verkrijgen voor een proefrun: Het pilootproject wordt gedeeltelijk gesubsidieerd door de Alaska Energy Authority, die het bedrijf een subsidie van $ 1, 3 miljoen dollar heeft toegekend om de haalbaarheid van uitbreiding van technologie naar andere geïsoleerde regio's.
Van een afstand lijkt de BAT een beetje op een massieve donut, behalve een standaard drie-bladen, horizontale as turbine in het midden. Met vier uitstekende vinnen voor stabiliteit, is de met helium gevulde buitenste schil, gemaakt van een zeer duurzame stof, bevestigd aan drie binders met een hoge treksterkte die de turbine veilig op zijn plaats houden.
Zodra de BAT is opgeschort, zorgt een on-board sensorsysteem ervoor dat de turbine autonoom kan werken, zelfs zijn positie kan veranderen om meer windenergie te oogsten of aan te meren wanneer het een zware onweersbui detecteert. Energie wordt overgebracht naar een elektriciteitscentrale op de grond, waar een interface stroom verdeelt over een microgrid- of netwerkverbinding.
Al met al is de BBT in staat om twee tot drie keer de hoeveelheid vermogen te leveren die door conventionele torens wordt geproduceerd, zegt Rein. De opblaasbare turbine is ook uitgerust met een noodontluchtingssysteem waarmee gassen geleidelijk kunnen worden vrijgegeven als de structuur terug naar het maaiveld moet worden gebracht. Monitoring zou op afstand gebeuren; specialisten zouden slechts periodiek worden ingezet om verloren helium af te ronden.
Altaeros hoopt dat gegevens die zijn verzameld tijdens de 18 maanden durende pilot kunnen worden gebruikt om commerciële turbine-eenheden te ontwerpen voor nichemarkten, waaronder afgelegen militaire bases en rampzones.
Tenzij het te mooi klinkt om waar te zijn, is er nog steeds het probleem van de kosten. Met 18 cent per kilowattuur zijn de jaarlijkse energiekosten van de BBT nog steeds te hoog voor de meeste grote markten in Amerika, waar de gemiddelde consument ongeveer 13, 4 cent per kilowattuur betaalt.
Maar voor gemeenschappen buiten het hoofdstroomnet bieden windturbines in de lucht een aantrekkelijk alternatief, zij het een extreem. Inwoners van Alaska die in deze afgelegen plattelandsgemeenschappen wonen, betalen soms wel een dollar per kilowattuur voor brandstof uit geïmporteerde diesel die zich in nabijgelegen opslagtanks bevindt.
Concurrerende ontwerpen, zoals de vliegende turbine van de Makani, kunnen denkbaar vermogen produceren tegen veel lagere kosten, zegt Rein, althans op dit moment. Als een manier om de algemene aantrekkingskracht van de technologie te vergroten, zegt hij dat het bedrijf ervoor koos om te kiezen voor de duurdere, maar gevestigde lifttechnologie die werd gebruikt om Aerostat-vaartuigen in te zetten - gebruikt in de iconische Good Year-blimp - om de betrouwbaarheid te vergroten. (De blimp beweert orkaankrachtwinden en blikseminslagen te kunnen weerstaan).
"Het is veilig en betrouwbaar", zegt Rein. "Niemand maakt zich ooit zorgen dat een blimp tijdens een sport zelfs in het stadion zal vallen."
Naast veiligheid zegt Rein een ander voordeel van de uitvinding van zijn bedrijf dat, in tegenstelling tot torenturbines, opblaasbare structuren in kleine containers kunnen worden vervoerd, waardoor ze gemakkelijk over een dag kunnen worden ingezet zonder kranen en andere zware apparatuur. Extra gadgets, zoals draadloze communicatieapparatuur, kunnen ook worden gemonteerd om andere voorzieningen zoals wifi te bieden. Maar het bedrijf zal niet proberen, althans voor de nabije toekomst, om op grote markten te spelen.
"Je zult BAT niet boven het Empire State Building zien zitten", zegt hij. "Er zijn teveel gemeenschapsproblemen in die gebieden. Dus in die zin proberen we de traditionele turbines niet te vervangen, maar breiden we de toegang tot schone stroom uit naar plaatsen waar dit doorgaans technisch niet haalbaar is."
