Den tidigare australiensiska grönas ledare Bob Brown skapade rubriker denna vecka efter att han motsatte sig en föreslagen vindkraftpark på Tasmaniens Robbins Island. Utvecklingen skulle innebära att 200 torn byggdes, var och en står 270 meter från basen till toppen av sina blad.

Bortsett från frågan om utvecklingen av Robbins Island, dessa kommer att bli utomordentligt höga torn. Dock, de passar väl in i den rådande trenden för vindkraftverk.

Vindkraftverk finns i många utföranden, men den vanligaste är den så kallade "horisontella axeln", som ser ut som gigantiska fläktar på stolpar. Denna typ av turbin är mycket effektiv för att omvandla energin i vinden till elektrisk energi.

Kära observatörer kommer att ha märkt att dessa turbiner har ökat i storlek under åren. På 1990-talet vindturbiner hade typiskt navhöjder och rotordiameter i storleksordningen 30m. I dag, navhöjder och rotordiametrar pressar långt över 100m.

Större är bättre

När det kommer till vindkraftverk, större är definitivt bättre. Ju större radie på rotorbladen (eller diameter på "rotorskivan"), desto mer vind kan bladen använda för att omvandlas till vridmoment som driver de elektriska generatorerna i navet. Mer vridmoment betyder mer kraft. Att öka diametern innebär att inte bara mer kraft kan tas ut, men det kan göras mer effektivt.

Större och längre turbinblad innebär högre aerodynamisk effektivitet. Att skapa mer kraft i en turbin innebär att mindre energi går förlorad när den förs in i transmissionssystemet, och därifrån in i den elektriska generatorn. Stordriftsfördelarna ger ett överväldigande tryck för vindkraftsföretag att utveckla större rotorblad.

Vindkraftverken växer också högre på grund av hur vinden reser runt i världen. Eftersom luft är trögflytande (som mycket tunn honung) och "klibbar" till marken, vindhastigheten på högre höjder kan vara många gånger högre än vid marknivå.

Därför är det fördelaktigt att placera turbinen högt på himlen där det finns mer energi att utvinna. Kullig terräng (som en bergsrygg) kan också förvränga vinden, kräver att ingenjörer designar vindkraftverken så att de blir ännu högre för att fånga vinden. Vindkraftverk som används till havs är i allmänhet större och högre på grund av de högre nivåerna av vindenergi som finns tillgänglig till havs.

Vanligtvis, landturbiner (vanligast i Australien) har blad mellan 40 och 90 meter långa. Tornhöjderna är vanligtvis i intervallet 150m. Offshoreturbiner (de som är belägna till havs och vanliga i Europa) är mycket större.

En av de största vindkraftskonstruktionerna i världen, General Electrics offshore 12 megawatt Haliade-X, har 107m blad och en total höjd på 260m. Som en jämförelse, Sydneys Centrepoint-torn är 309 meter högt.

Om Robbins Island-turbinerna verkligen byggs till 270 m, som rapporterats i media, de skulle förmörka General Electrics giganter. Jag kan inte tala om sannolikheten för detta, men jag skulle anta att ingenjörer måste välja den bästa turbinen för rådande vindförhållanden och befintlig infrastruktur.

Utmanande höjder

Jakten på större och högre turbiner kommer med sin beskärda del av tekniska utmaningar.

Längre blad är mer flexibla än kortare, som kan skapa vibrationer. Om det inte kontrolleras, denna vibration påverkar prestanda och minskar livslängden på bladen och allt de är fästa vid, som växellådan eller generatorn.

Material och tillverkningstekniker förfinas ständigt för att skapa längre, och långvarig, turbinblad.

Högre turbiner genererar mer kraft, vilket sätter större belastning på växellådan och överföringssystemet, kräver att maskiningenjörer utvecklar nya sätt att omvandla det ständigt ökande vridmomentet till elektrisk kraft. Högre vindkraftverk behöver också starkare stödtorn och fundament. Listan på utmaningar är lång.

När turbiner växer, det gör också ljudet de gör. Den dominerande ljudkällan uppstår i ytterkanten av bladen. Här, turbulens som orsakas av själva bladet skapar ett "väsande" ljud när det passerar över bakkanten. Mer buller skapas när bladet hugger genom atmosfärisk turbulens i vinden när det blåser in i tornet.

Buller är inte bara en fråga om storlek. Om en turbin placeras i kölvattnet av en annan, ljudet från dess blad som passerar genom den mycket turbulenta luften som skapas av uppströmsturbinen kommer att vara mycket högt.

Att hålla ljudet under kontroll kräver uppfinningsrika lösningar, som att låna idéer från naturen:den tyst flygande ugglan använder tandade fjädrar för att kontrollera buller och dessa används nu för att göra bullriga turbiner tystare.

Självklart, tekniska utmaningar är inte de enda övervägandena för att skapa vindkraftsparker. Miljöpåverkan, ljud, visuella effekter och andra samhällsproblem måste alla beaktas, som med alla stora infrastrukturprojekt. Men vindkraftverk är en av de mest kostnadseffektiva och tekniskt sofistikerade formerna av förnybar energi, och när den utvecklade världen tar tag i klimatförändringarna kommer vi bara att se fler av dem.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.