„Wiatrowe drzewo” to nadzwyczajna konstrukcja: turbina wiatrowa w kształcie drzewa, którego moduły liści obracają się pod wpływem wiatru i dostarczają energię. Pomysłodawcą jest francuska firma, a maszt został wykonany przez firmę Tecpoles. Wiosną 2014 r. generujące energię drzewo wiatrowe zostało zbudowane w Bretanii.
Urzeczywistnienie pomysłu
W 2013 r. Jérôme Michaud-Larivière wpadł na pomysł. Założyciel działającego na francuskim rynku energetycznym start-upu NewWind chciał stawiać nie tylko na energię odnawialną, lecz także zastanawiał się, w jaki sposób zaoferować urządzenie w opakowaniu przyjaznym dla oka oraz dostępnym również w małych rozmiarach. Stworzył zatem „Wiatrowe Drzewo” – konstrukcję w kształcie drzewa z zamontowanymi mikroturbinami, które obracają się pod wpływem wiatru i produkują prąd. Przedsiębiorca posiadał niezbędne know-how w dziedzinie energii, potrzebował jednak firmy, która dostarczyłaby odpowiednie rusztowanie. Zapakował zatem małą, mieszczącą się w jednej ręce makietę drzewa i udał się z nią do francuskiej filii Tecpoles w Lille. „Czy będziecie mogli zrobić coś takiego, ale o wiele większych gabarytach?” – zapytał.
Dynamiczne wyzwanie
Pomimo tego, że Tecpoles wykonuje rocznie ok. 40 tys. specjalnych konstrukcji, koncepcja ta była jednak nadzwyczajnym zapytaniem. Wyzwaniem nie jest materiał, forma rusztowania drzewa czy produkcja poszczególnych elementów, lecz kwestia dynamiki: maszty są z reguły statycznymi elementami; natomiast w przypadku „Wiatrowego drzewa” chodzi o konstrukcję, która powinna i musi stale się poruszać. Panują tutaj zupełnie inne warunki i nasuwają się takie pytania: czy będzie możliwe zaprezentowanie modelu o wymaganej wielkości? Czy „Wiatrowe drzewo” jest wykonalne od strony statyki? A przede wszystkim: czy nasza konstrukcja będzie w stanie w sposób trwały sprostać wiatrom panującym w Bretanii?
Opracowanie stabilnej konstrukcji nośnej
Zespół złożony z młodych, kreatywnych „świeżo upieczonych” doktorantów przy współpracy doświadczonych techników wykonał konstrukcję i obliczenia, a następnie podjął decyzję o jej realizacji. „Wiązało się to z koniecznością wykorzystania sporych mocy produkcyjnych“ – wspomina Stephanie Eberhardt z działu zagranicznej dystrybucji produktów dla oświetlenia. Zlecenie brzmiało: stworzenie konstrukcji nośnej o średnicy pięciu i wysokości ośmiu metrów, która wyglądem będzie przypominać drzewo i będzie w stanie udźwignąć ok. 70 turbin generujących energię.
Wymagana precyzja
We wrześniu 2013 r. rozpoczęto planowanie koncepcyjne dla tego projektu. Przed wyprodukowaniem masztu należało zrealizować czasochłonny model 3D. Został on poddany testom przeprowadzanym przez zamawiającego przy użyciu laserowego miernika. Jest to związane z faktem, że wszystkie turbiny muszą znajdować się precyzyjnie w pozycji pionowej, aby w sposób jak najbardziej optymalny przejmować energię wiatru.
„Bardzo precyzyjne spawanie wymagało niezwykłego wyczucia” – twierdzi Stefan Gönczi, odpowiedzialny technik w Tecpoles. A poza tym w przypadku „Wiatrowego drzewa” maszt nie składa się z jednego tylko elementu. Tutaj należy precyzyjnie dobrać i wzajemnie dopasować ok. 60 elementów, począwszy od pnia drzewa, poprzez trzy główne konary i łącznie siedem pięter rozgałęzionych elementów. „To było jak ponadwymiarowe puzzle ze stali” – wspomina Gönczi. Każda pojedyncza rura – przed pokryciem białym lakierem – została opatrzona po obydwu stronach od wewnątrz napisem ze spawanych liter. „Po nałożeniu powłoki w temp. powyżej 450°C każdy inny napis nie byłby widoczny” – wyjaśnia kierownik zespołu ds. technicznych.
Drzewo rośnie w dwa dni
Kolejnym wyzwaniem jest przetransportowanie do Francji dużej ilości specjalnych łukowato zakrzywionych elementów. W marcu 2014 r. Stefan Gönczi wraz z drugim technikiem z Tecpoles towarzyszyli przewozowi do francuskiej gminy Pleumeur Bodou. Drzewko zostało zainstalowane w parku rozrywki „Parc du Radôme” przy współpracy z francuskimi kolegami.
W pierwszej kolejności wykonano okablowanie masztu stanowiącego pień drzewa, a gałęzie i konary ze stali zostały wyposażone w „liście” jeszcze na ziemi – pełnią one funkcję zielonych mikroturbin, które posłużą do produkcji energii. Następnie przy użyciu zwyżki turbiny zostały zamontowane w odpowiednich rozgałęzieniach, gdzie przykręcono je połączeniami kołnierzowymi. Dwa dni później drzewo mogło zacząć produkować energię.
Szczegóły techniczne
Czas trwania projektu
od jesieni 2013 do wiosny 2014 r.
Zakres dostawy
maszt w kształcie drzewa
Szczegóły
- wysokość: 8 m
- średnica: 5,5 m
- masa: 1300 kg
- rusztowanie pnia drzewa: 3 pnie, rozmieszczone co 120°, stożkowe; gałęzie i konary: cylindryczne;
- malowanie na biało
- średnica pnia: podstawa 200 / wierzchołek 100 mm
- grubość ściany: 6 mm
- wyposażenie: 72 generatory wiatrowe do wytwarzania energii
- masa jednej mikroturbiny: 15 kg
- moc podczas wiatru: 3 kW