Для коммерчески выгодных скоростей ветра мощность ветряка определяется формулой N = P•S•V³/2. Понятно, что его энергоотдача при этом пропорциональна кубу скорости ветра, поэтому-то при её росте с 7,5 до 10 м/с стоимость генерируемой электроэнергии падает примерно вдвое. И это означает трагедию для ветроэнергетики: например, большинство россиян проживают в регионах со средней скоростью ветра в 3–5 м/с. На таких скоростях ветроэнергетика всегда будет экономически менее выгодной, чем другие виды генерации, что отсекает РФ от широкого внедрения эоловой энергетики. Впрочем, даже в районах, где средняя скорость ветра 9–10 м/с, ветряки делают как можно более высокими: опорами в 100 метров и выше уже никого не удивишь.
Altaeros Energies, стартап выпускника Массачусетского технологического института (США) Бена Гласса, подошёл к проблеме с другой стороны, предложив (разумеется, не первым) запускать привязной аэростат на относительно небольшую высоту (чтобы удерживающие тросы не были чрезмерно длинными и дорогими). Как известно, в высях скорость ветра в среднем на 30–40% выше, да и дует там устойчивее — а значит, генерация электричества будет вдвое дешевле. Для пущей эффективности аэростат выполнен в форме собирающего тора: ветер, попадающий в его центр, туннелируется к стандартному ветряку, подвешенному в центре надувного бублика. К привязным тросам прикреплён кабель, передающий электроэнергию на землю. Вся конструкция называется Airborne Wind Turbine. Запоминаем.
Вам кажется, что гелиевый надувной аэростат — это дорого? Увы, современные ветряки ещё дороже: на скромную установку в 1,5 МВт только под фундамент «закапывается» 190 м³ бетона и 26 т арматуры. Ещё 52 т весит башня — высотой в какие-то 80 м. И лишь 22 т — сама ветротурбина, генератор и инвертор. Поднять одну только турбину (в этой схеме генератор и инвертор остаются на земле) при помощи привязного аэростата может оказаться даже дешевле, чем строить вышеописанное циклопическое сооружение: под него не надо покупать дополнительную землю, и Altaeros Energies предлагает такие «привязные ветряки» непосредственным потребителям электроэнергии, что освобождает от прокладки новых ЛЭП.
Недавно компания как раз закончила испытания прототипа своей установки (всего 10,6 м диаметре) в Лимстоуне (штат Мэн). Небольшой прототип работал на высоте в 106 м, при этом всё его развёртывание, подъем и спуск (в конце испытаний) происходили в автоматическом режиме. Что важно, ветер воспринимает ветряк на таком торообразном аэростате не по площади ометания лопастей, а по площади всего бублика, концентрирующего поток на турбине. Поэтому КИУМ для стандартной турбины Southwest Skystream, согласно Altaeros, вдвое превысил обычный КИУМ для этой зоны на заданной высоте. Кроме того, тороидальная форма отлично защищает публику от рёва турбины.
Идеальная платформа для ветроэнергетики? Создатели так не считают: полноразмерный образец должен подниматься на 300 м, где ветер сильнее и устойчивее, чем на облюбованных большими ветряками высотах в 100 м. Тогда-то, по их расчётам, стоимость генерации и упадёт на 65% от обычного уровня, да и многие, казалось бы, безветренные места станут экономически целесообразными площадками для эоловой генерации. И Россия в том числе?
Компьютерлента
