Летающие ВИЭ: электричество будут добывать дирижабли?

С новой углеродной политикой ЕС (и налогами на углеродный след, в частности), страны стремятся ускорить переход на ВИЭ (возобновляемые источники энергии). Логично, что никто не хочет платить дополнительные сборы. Да и проблему парниковых газов решать надо.

Десятки компаний по всему миру занимаются разработкой альтернативных источников энергии. И ветрогенератор - один из них.

Принцип работы ветрогенераторов:

Все ветряные электростанции работают по общему принципу. Воздушные потоки вращают винт, он приводит в движение генератор. Энергия с генератора попадает на подстанцию. Там происходит стабилизация напряжения. Затем уже оттуда электричество поступает в энергетическую компанию, которая перенаправляет его потребителям.

Как и у солнечных батарей, у «ветряков» есть свои минусы. К примеру, эффективность ветряных станций напрямую зависит от скорости ветра. Чем быстрее ветер, тем большую мощность выдает станция. Но, если ветра нет или он недостаточно сильный, энергия не вырабатывается. Как и в случае скорости ветра, превосходящей расчеты станции. Тогда электричество не добывают, чтобы избежать поломки. Еще один минус - затраты. Сама установка стационарных ветряков требует больших финансовых и ресурсных затрат. Да и с доставкой огромных лопастей возникают свои трудности.

Неудивительно, что компании стремятся решить эти вопросы. Поэтому кто-то делает ветрогенераторы еще больше, чтобы установить на высоту, где ветры дуют постоянно. Но тогда решается только часть проблем (затраты увеличиваются). Кто-то создает летающие ветрогенераторы (дирижабли, воздушные змеи, беспилотники), которые можно поднять на любую высоту. Летающие ветрогенераторы не требуют фундаментов и значительных транспортных издержек. При этом они тоже работают с хорошим ветром. На них мы и остановимся.

Дирижабль ВАТ

Еще в марте 2014 года компания Altaeros Energies (американский стартап) запустила первый в мире летающий ветрогенератор Buoyant Airborne Turbine (далее ВАТ). Стоимость проекта составила $1,3 долларов. Финансовую поддержку стартапу оказали государственный фонд Alaska Energy Authority Emerging Energy Technology Fund и компания RNT Associates International (принадлежит владельцу индийской корпорации Tata Group). За счет новой технологии удалось снабдить электричеством жителей поселка на Аляске, недалеко от города Фэрбенкс. Электричество с ВАТ им обходится в 18 центов за киловатт/час.

BAT - кольцевая оболочка, заполненная гелием. В ее центре находится турбина и электрический генератор.

Наземный модуль ветряной электростанции устанавливают на забитых в землю сваях и управляют положением летающей части при помощи троса и лебедки. Летающую же контракцию поднимают на высоту 300 метров, где сильнее и стабильнее дует ветер (конструкция может выдержать ураган). Генератор вырабатывает 30 киловатт электроэнергии. Этого достаточно, чтобы обеспечить электричеством 12 среднестатистических домов.

В отличие от стационарных ветрогенераторов, этот летающий генератор не может вырабатывать большое количество энергии, необходимое для городов. Зато он может обеспечить электричеством небольшие поселки, военные базы, шахты, зоны, где после техногенных катастроф или стихийных бедствий нарушено обычное энергоснабжение.

Воздушный змей

Спустя два года после испытаний ВАТ шотландский стартап Kite Power Systems при финансовой поддержке немецкого энергетического концерна E.ON, Schlumberger и нефтегазовой компании Shell сделал «воздушного змея». Конструкцию подняли на высоту 450 метров. Но технология не прижилась. При этом от нее не отказались, а решили доработать.

В апреле 2019 года E.ON заключил соглашение с голландской Ampyx Power на разработку морской опытной площадки для размещения ветряной фермы у берегов Ирландии. Тогда же Ampyx Power разработала Воздушную ветроэнергетическую систему Airborne Wind Energy System (AWES).

Работает система так: беспилотный самолет привязывают к основанию, а затем запускают в воздух, по принципу «воздушного змея». Летает аппарат по восьмерке на высоте 200-450 метров. Когда самолет движется, он тянет трос: который приводит в действие генератор. Как только трос размотался полностью, самолет снижается трос заматывается обратно. Затем аппарат снова набирает высоту и процесс повторяется. Управлять самолетом можно на расстоянии.

Мощность этой воздушной электростанции - 250 киловатт.

Планер

В 2017 году Makani (подразделение американской компании Google) провело испытание своего планера. Тоже по принципу «змея».

Летающий ветрогенератор Makani - скоростной самолет с размахом крыла 25,9 метра, прикрепленный к земле тросом. У аппарата есть восемь небольших генераторов, которые соединяются с воздушными винтами (диаметр каждого 2,3 метра). После взлета самолет поднимается на рабочую высоту (250-350 метров), а затем начинает кружиться вокруг точки привязки. Динамика полета позволяет аппарату удерживать постоянную скорость вращения турбин, из-за чего электроэнергия вырабатывается равномерно. Мощность летающего ветрогенератора - 600 киловатт.

Управление полетом осуществляют дистанционно. Планер пока еще дорабатывают. Технологией уже заинтересовались в Норвегии. Нефтегазовая компания Shell разрабатывает проект по созданию целой электростанции с летающими ветрогенераторами Makani.

К теме летающих ветрогенераторов вернулись в 2021 году. Когда «зеленая» энергия и переход на ВИЭ актуальны как никогда. По факту, новым ветрякам не нужен фундамент, они работают на большой высоте, где ветер стабильнее. Летающие генераторы дешевле в производстве и обслуживании обычных ветряных турбин. Сплошные плюсы, но пока аппараты нуждаются в доработке. Не исключено, что со временем они вытеснят стационарные аналоги. Правда, на это уйдут годы.

Фото: открытые источники

URL: https://babr24.com/?IDE=218351

bytes: 6559 / 5745

Обсудить на форуме Бабра в Telegram

Поделиться в соцсетях:

Автор текста: Виктория Британская, обозреватель.

На сайте опубликовано 516 текстов этого автора.

Другие статьи в рубрике "Наука и технологии"

Наши в космосе: проект ученых ТГУ поможет в освоении Луны

Проект физиков ТГУ, поддержанный РНФ, поможет в уборке космического мусора и освоении Луны.

Пепел

Наука и технологииТомск

529

16.09.2021

Омуль исчез: высокий уровень воды в Селенге не позволяет рыбе плодиться

Установить точную численность омуля теперь возможно благодаря мониторингу его нерестилищ. В Бурятии началось наблюдение за промысловой рыбой, но обнаружить ее в дельте Селенги специалисты не смогли. Фото: vniro.

Есения Линней

Наука и технологииЭкологияРоссия Байкал Бурятия

3733

16.09.2021

Разложение науки начинается с предательства науки учеными

Недавно попалось мне на глаза письмо профессора Саратовского университета Веры Афанасьевой по поводу проблем нашего образования, которое было адресовано министру образования РФ Ольге Васильевой.

Дмитрий Верхотуров

Наука и технологииРоссия

9497

16.09.2021

Шнобелевская премия 2021: спаривание ради здоровья, упитанные политики и летающие носороги

Названы лауреаты ежегодной церемонии вручения Шнобелевской премии 2021. В этом, как и в прошлом, году церемония проходила в режиме онлайн. Шнобелевская премия является шуточной научной наградой. Она присуждается с 1991 года в стенах Гарвардского университета.

Миша Ковальски

Наука и технологииМир

2516

11.09.2021

Чем питались сибирские неандертальцы? Теперь это не загадка

Новосибирские учёные выяснили, чем питались неандертальцы, которые проживали на территории Сибири. В этом им помог зубной камень древних людей. 60 тысяч лет назад по югу Сибири (район Алтая) ходил, ел, бегал, трудился и в целом жил полноценной жизнью неандерталец.

Миша Ковальски

Наука и технологииИсторияРоссия

1758

08.09.2021

Исследования ученых ТГУ помогут создать новые методы диагностики на основе ИИ

Международное общество инженеров биофотоники опубликовало монографию ученых ТГУ, посвященную изложению различных подходов для создания новых неинвазивных диагностических технологий. За этими технологиями стоит будущее – поэтому университет продолжит активно работать над их развитием.

Пепел

Наука и технологииЗдоровьеИнтернет и ИТТомск

2413

04.09.2021

Двое иркутских учёных получат государственные ордена за свою работу

Указ президента РФ «О награждении государственными наградами Российской Федерации» подписан 24 августа 2021 года. Это документ о награждении государственными наградами Российской Федерации за большой вклад в развитие науки и многолетнюю добросовестную работу.

Миша Ковальски

Наука и технологииИркутск

2552

02.09.2021

Ученые ТПУ приняли участие в создании генератора для предсказания поведения темной материи

Ученые коллаборации NA64, в команду которых входят молодые специалисты Томского политехнического университета, разработали программу, моделирующую рождение и поведение частиц гипотетической темной материи.

Пепел

Наука и технологииМолодежьТомск

5163

01.09.2021

Летающие ВИЭ: электричество будут добывать дирижабли?

С новой углеродной политикой ЕС (и налогами на углеродный след, в частности), страны стремятся ускорить переход на ВИЭ (возобновляемые источники энергии). Логично, что никто не хочет платить дополнительные сборы. Да и проблему парниковых газов решать надо.

Виктория Британская

Наука и технологииЭкологияМир

11787

01.09.2021

ТГУ займется созданием материалов будущего

Ведущие научные центры России и Беларуси займутся развитием ионно-плазменной инженерии «умных» материалов. ТГУ – в их числе. Работа откроет дополнительные возможности для развития медицины, авиапромышленности, ракетостроения и других стратегически важных областей.

Пепел

Наука и технологииТомск Россия

2229

31.08.2021

Нефть всему голова. Неожиданные вещи, которые делают из нефти

Нефть — главное ископаемое сырьё, без преувеличения основа основ. Все от мала до велика знают, что из нефти изготавливают топливо для автомобилей. Например, на бензин приходится 50% от общего объёма производимых в мире нефтепродуктов.

Алиса Беглова

Наука и технологииРоссия

2581

29.08.2021

До гроба и на тысячи лет. Любовное захоронение найдено в Китае

Любовь, как важная часть человеческих чувств, запечатлена в литературе, фольклоре, арте. А вот в археологии объекты любви встречаются очень редко. Но с недавних пор таких случаев стало на один больше. Об этом сообщают китайские археологи в журнале International Journal of Osteoarchaeology.

Миша Ковальски

Наука и технологииИсторияКитай

2520

28.08.2021

Лица Сибири

Куренсков Владимир

Доржиева Ирина

Асеева Анна

Лыгденов Виталий

Войцехович Елена

Слипенчук Михаил

Астафьев Александр

Морс Артем

Аргучинцев Валерий

Савельев Виктор