Mimo, że turbiny wiatrowe są stosunkowo długo obecne w systemach energetycznych wielu państw, to wciąż pracuje się nad ich ulepszeniem. Chodzi nie tylko o zmniejszenie negatywnych skutków środowiskowych, ale również poprawienie efektywności.
Najważniejszy cel – niższe koszty
Turbiny wiatrowe są znacznie mniej efektywne, niż tradycyjna energetyka węglowa. Jednak nieustannie pracuje się nad zwiększeniem konkurencyjności turbin wiatrowych. Głównym elementem redukcji kosztów ma być bardziej wydajna produkcja seryjna oraz większe wykorzystanie maszyn przy produkcji elementów. Część z łopat wirnika jest produkowana ręcznie.
Ponadto pracuje się nad wydłużeniem ramion wirnika. Pozwoli to zwiększyć efektywność, a w konsekwencji obniżyć koszty produkcji energii elektrycznej. Jednak zbyt duża wielkość łopat zwiększy ich obciążenie, czyli zmniejszy prędkość obrotu. Materiałoznawcy pracują nad budową wirników z tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem węglowym zamiast kompozytów zbrojonych włóknami szklanymi i osnową polimerową.
Niemniej istotnymi wyzwaniami stojącymi przed inżynierami są nowe profile skrzydeł, podzielność skrzydeł, która ułatwi transport oraz automatyczna zmiana ich kątów, które pozwolą lepiej wykorzystać wiatr. Energetyka wiatrowa pokłada też duże nadzieje w zagospodarowywaniu obszarów o niższej jakości zasobów wiatrowych.
Pracuje się również nad zmniejszeniem kosztów ekologicznych. Jeszcze do niedawna opracowywano koncepcję zabudowanej wieży, w której byłoby kilka wiatraków. Ograniczone zostałoby wlatywanie ptaków w ich wirniki, ale również zmniejszony byłby efekt stroboskopowy i emisja infradźwięków.
Nie tylko ziemia
Jednocześnie poszukuje się szans dla energetyki wiatrowej poza turbinami na lądzie. Szeroko badane są morskie elektrownie wiatrowe. Na przykład na niemieckiej części Morza Bałtyckiego (FINO 2) i Północnego (FINO 1 i 3) zamontowane są testowe i badawcze turbiny wiatrowe. Badany jest ich wpływ na ekosystemy. Pracuje się nad elektrowniami, które mogłyby pracować na ocenach. Kłopotliwa jest jednak konstrukcja tzw. pływających fundamentów oraz niezwykle dynamiczna pogoda.
Próbuje się też wykorzystać fakt, że średnie prędkości wiatru rosną im jesteśmy wyżej od poziomu morza (do ok. 10 kilometrów). Proponuje się więc elektrownie, które byłyby utrzymywane w miejscu za pomocą lin. Najpopularniejszą propozycją latającej elektrowni wiatrowej jest balon, który unosiłby się wyżej za pomocą gazu lżejszego od powietrza. Dzięki wirnikom zamocowanym po bokach, obracałby się wokół osi pionowej. Problematyczne dla takiego rozwiązania byłyby m.in. błyskawice, oblodzenia, ale też niebezpieczeństwo kolizji z samolotami.
