Parțial datorită poziției sale geografice, Danemarca este țara europeană care se bazează cel mai mult pe energie eoliană. Potrivit datelor publicate de asociația WindEurope, 56% din cantitatea totală de energie electrică consumată în statul nordic în 2023 a provenit de la turbine eoliene, cu o cotă mai mare de energie de la turbine eoliene amplasate în largul apelor sale teritoriale decât de la turbinele eoliene de pe teritoriul țării.
În acest context, nu este o surpriză că Danemarca are numeroși specialiști în energie eoliană, iar unul dintre ei este Carsten Westergaard, un cercetător cu o experiență de aproximativ trei decenii în energie eolienă.
Pe lângă avantajele tradiționale legate de producția de energie regenerabilă, turbinele eoliene au dezavantajul că nu pot fi utilizate în orice regiune în care bate vântul cu putere, întrucât au nevoie de un cadru natural cât mai larg pentru învărtirea palelor, generează vibrații și sunt zgomotoase. Implicit, asta înseamnă că nu pot fi utilizate în mediul urban.
Pe silențios dar de neoprit, electrificarea a luat pe sus lumea mobilității, cu avantaje evidente: o mașină electrică nu poluează, poate fi încărcată acum cu ușurință, presupune costuri reduse de întreținere și facilități fiscale. Misiunea PPC Blue este de accelera tranziția energetică în transport și construiește infrastructura de mobilitate în toată lumea.
Descoperă aici stațiile de încărcare potrivite pentru tine și mașina ta, acasă, la birou sau în tranzit.
Este și motivul pentru care, pe baza experienței acumulate în domeniu, Carsten Westergaard a încercat să găsească o soluție prin care să folosească energia eoliană fără dezavantajele clasice enumerate mai sus. Adică să dezvolte un dispozitiv cu un principiu asemănător cu o turbină eoliană, dar care să poată fi utilizat inclusiv în mediul urban sau în apropierea unor construcții. De aici și până la ideea de a profita de prezența construcțiilor a fost un singur pas.
Cercetările sale au condus la patentarea, în 2015, a unui prototip pentru un dispozitiv care generează energie eoliană fără să aibă în componență părți mobile la vedere.
De-a lungul anilor, Westergaard și-a rafinat proiectul, iar în 2021 a fondat start-up-ul Aeromine Technologies împreună cu Martin Manniche și David Asarnow pentru a se dedica acestui produs. Un an mai târziu, primul proiect pilot cu noua tehnologie s-a desfășurat în orașul Wyandotte din statul american Michigan printr-un parteneriat cu producătorul de produse chimice BASF, iar în mai 2024, Aeromine Technologies a obținut prima finanțare: 9 milioane de dolari din partea unui consorțiu de investitori privați condus de compania Veriten.
După implementarea unor proiecte pilot în Statele Unite, cea mai recentă iterație a dispozitivului pentru energie eoliană este utilizată acum în cadrul unui parteneriat cu Grupul BMW la o uzină auto din Marea Britanie.
Cum funcționează dispozitivul Aeromine Technologies
Dispozitivul conceput de Westergaard este o unitate cu profiluri verticale de forma unor aripi care se instalează pe marginea acoperișului unei clădiri, în direcția în care bate vântul de obicei.
Unitatea este realizată dintr-o carcasă de aluminiu cu suprafețe aerodinamice din plastic ranforsat și cântărește 469 de kilograme. Rezistă până la viteze ale vântului de 193 km/h, poate fi utilizată la altitudini de cel mult 1.500 de metri, iar intervalul optim de funcționare este între -20 și +50 de grade Celsius.
Clădirea pe care sunt montate unitățile are rolul de a accelera viteza vântului, întrucât aerul care se „lovește” de clădire este împins deasupra acoperișului. De asemenea, designul aerodinamic al unității amplifică viteza vântului și generează o zonă cu presiune scăzută în spatele coloanei centrale a unității.
În faza finală, din cauza presiunii scăzute, aerul ajunge în partea inferioară a unității și trece peste un rotor care se învârte și produce energie electrică care ajunge la un generator. Rotorul respectiv nu este vizibil în mod direct și, întrucât este sigilat și beneficiază de răcire pasivă, nu necesită mentenanță complexă.
Ca funcționalitate, poți să asociezi clădirea cu turnul unei turbine eoliene. O clădire cu o înălțime de 17 de metri aproape că dublează viteza vântului.
David Asarnow, CEO Aeromine
În plus, un alt avantaj al tehnologiei este că sistemul nu necesită utilizarea unui invertor pentru transferul energiei electrice de la unitate către sistemul electric al clădirii, către sistemul energetic național sau către un sistem de stocare a energiei în baterii Li-Ion, întrucât curentul din generator este curent alternativ (AC), forma în care energia electrică este livrată și de furnizorii de energie în locuințe și uzine.
Datorită dimensiunilor reduse și a construcției sale, unitatea generează vibrații și zgomot la un nivel semnificativ mai scăzut decât turbinele eoliene. Este și motivul pentru care un astfel de dispozitiv poate fi utilizat în mod eficient pe acoperișul clădirilor, la o înălțime la care puterea vântului este mai ridicată decât cea de la sol.
Cea mai eficientă soluție este ca proiectul să includă mai multe unități care să fie instalate pe marginea acoperișului la distanțe de câțiva metri una de alta.
Cele mai pretabile clădiri pentru o astfel de soluție tehnică sunt cele care au un acoperiș plat cu o suprafață cât mai mare, cum ar fi depozitele sau centrele de date, însă sunt eficiente inclusiv pentru clădiri de birouri sau chiar blocuri de locuințe, atât timp cât suprafața este suficient de generoasă pentru a integra un număr cât mai mare de unități.
Particularitățile proiectului de la uzina BMW din Oxford
În cadrul parteneriatului semnat cu Grupul BMW la începutul lunii septembrie 2024, Aeromine Technologies va instala unitățile sale de producție de energie eoliană pe acoperișul uzinei din localitatea britanică Oxford unde sunt produse mașini pentru brandul Mini. De altfel, Grupul BMW și-a asumat anul trecut investiții de peste 700 de milioane de euro pentru a adapta uzina de la Oxford pentru producția de modele electrice. În prezent, aici se produce Mini Cooper SE, iar începâd din 2026 se va produce și SUV-ul electric Mini Aceman.
Proiectul de la Oxford este important pentru Aeromine Technologies și pentru că va fi gestionat în paralel cu un sistem de peste 11.500 de panouri fotovoltaice montate deja pe acoperișul uzinei pentru a furniza energie electrică regenerabilă.
Cu alte cuvinte, Aeromine va scoate în evidență în acest caz câteva avantaje comparativ cu sistemele de panouri fotovoltaice: unitățile sale ocupă doar 10% din suprafața ocupată de un sistem de panouri fotovoltaice cu o putere similară și sunt capabile să genereze energie electrică oricând bate vântul, fenomen care se petrece preponderent seara și în sezonul rece. Între timp, panourile fotovoltaice sunt mai puțin eficiente noaptea și în sezonul rece, iar datele statistice arată că în regiunea uzinei cerul este senin în medie în doar 36% din durata tipică a unei zile.
Cu alte cuvinte, proiectul Aeromine este practic complementar sistemului de panouri fotovoltaice și va permite uzinei din Oxford să-și majoreze producția de energie electrică exact în perioadele în care panourile fotovoltaice nu sunt eficiente.
Tehnologia noastră pentru producția de energie eoliană este concepută pentru a lucra fără probleme alături de un sistem de panouri fotovoltaice. Practic, maximizăm producția de energie regenerabilă din acoperișurile clădirilor și, în același timp, reducem elemente precum zgomotul, vibrațiile și impactul asupra animalelor.
Claus Lønborg, directorul executiv Aeromine Technologies
În plus, datele obținute anterior în cadrul altor proiecte pilot arată că tehnologia dezvoltată de Aeromine permite creșterea producției de energie regenerabilă cu 50% comparativ cu un sistem de panouri fotovoltaice de aceeași putere.
De exemplu, dacă avem un sistem de 100 kW, un amplasament cu mult soare va produce undeva la 175.000 kWh pe an. Un sistem Aeromine Technologies de 100 kW într-o regiune vântoasă va produce cel puțin 268.000 kWh.
David Asarnow, CEO Aeromine Technologies
Întrucât este vorba despre un proiect pilot, Aeromine Technologies nu a oferit date despre cantitatea de energie electrică pe care se așteaptă să o producă pe acoperișul uzinei din Oxford.
Cu toate acestea, în fișa de produs a unității sunt disponibile o serie de estimări cu privire la cantitatea de energie pe care o poate genera, iar aceasta depinde în special de înălțimea clădirii și de particularitățile vântului din regiunea respectivă.
Graficul de mai jos publicat de producător arată patru scenarii pentru cantitatea de energie electrică generată de un sistem de 10 unități cu o putere totală de 50 kW care sunt montate pe o lungime de 50 de metri, în funcție de înălțimea clădirii.
Practic, în cel mai optimist scenariu, un astfel de sistem generează aproximativ 170 MWh de energie electrică pe an, ceea ce reprezintă o valoare infimă pentru consumul de electricitate al unei uzine auto, dar și față de proiecte alternative de energie regenerabilă. De exemplu, chiar Grupul BMW a implementat încă din 2013 la uzina de la Leipzig un sistem cu patru turbine eoliene cu o putere totală de 10 MW pentru a obține circa 26 GWh de energie electrică anual, o valoare de peste 150 de ori mai mare decât cea în exemplul Aeromine Technologies cu 10 unități.
De altfel, inclusiv oficialii Grupului BMW admit că proiectul va genera o cantitate mică de energie electrică, dar afirmă că principalul scop este testarea tehnologiei.
Acest program pilot este unul minor, dar interesant pentru Grupul BMW, pentru că vine în completarea strategiei noastre de a achiziționa energie regenerabilă din rețeaua națională a Marii Britanii. Așteptăm cu nerăbdare să vedem potențialul tehnologiei de a genera energie regenerabilă din vânt la sediile Grupului BMW.
a declarat Urs Sambale, manager de proiect la BMW Group Real Estate Europe, o divizie a Grupului BMW care se ocupă cu implementarea de astfel de proiecte la sediile deținute de constructor în Europa.
Elementul crucial este că generăm energie electrică la fața locului. Aeromine Technologies poate crește generarea de energie electrică la fața locului cu 100% până la 300% atunci când este folosit în completarea unui sistem de panouri fotovoltaice. Există și alte soluții tehnice care sperăm să contribuie la această tranziție spre energie verde.
David Asarnow, CEO Aeromine
Când vorbește despre alte soluții tehnice, CEO-ul Aeromine se referă, printre altele, la Aeroleaf, un proiect dezvoltat de start-up-ul New World Wind care utilizează micro-turbine eoliene amplasate la înălțime într-o structură foarte asemănătoare din punct de vedere estetic cu cea a unui copac. În prezent, tehnologia este eficientă atunci când viteza vântului depășește 9 km/h.
O altă tehnologie este dezvoltată de compania spaniolă Vortex Bladeless, care a conceput o turbină formată doar din coloana principală, fără pale. Această coloană este însă flexibilă și, atunci când bate vântul, se mișcă dintr-o parte în alta, iar componentele interioare interacționează pentru a genera energie electrică.
Dintre acestea, soluția Aeromine Technologies implenentată acum la uzina de la Oxford a Grupului BMW este însă cea mai avansată tehnic și oferă cea mai simplă formă de utilizare.