Мочь и уметь
Люди всегда пытались использовать энергию ветра себе на благо. Древние Египтяне еще за 6 тысяч лет до нашей эры стали запрягать ветер в натянутые на треугольные мачты паруса. Позже человек научился превращать энергию ветра в энергию механическую. Причем изначально ветряки использовали в основном не для помола зерна, как думают многие. В Европе XVI века они подавали воду на поля и закачивали ее в водонапорные башни. В 1526 году водонасосная станция на ветровой тяге была построена в Толедо, в
Если в Европе ветряки чаще подавали воду, то в Голландии они эту воду убирали.
В России особых проблем с водой обычно не было, поэтому у нас ветряные мельницы использовались в основном, как и следует из названия, для помола зерна. К началу прошлого века у нас крутилось более 2,5 млн. ветряных мельниц. Их общая мощность, по самым приблизительным подсчетам, зашкаливала за 1 млн. кВт. К тому времени наша страна в вопросе использования энергии ветра числилась в самых передовых. В 1918 году русский профессор Зеленский создал «полную теорию ветряных мельниц». В ней излагались теоретические положения, которые и сейчас кладутся в основу проектов новых ветряков. Чуть позже другой известный русский ученый, Николай Жуковский организовал в основанном им Центральном аэрогидродинамическом институте отдел ветряных двигателей. К этому времени человек уже понял, что из ветра можно извлекать не только механическую, но и электрическую энергию.
Нефтяной излом
Но вместе с эрой электричества начиналась и эра нефти. Постепенно оказалось, что и пшеницу молоть, и воду качать гораздо удобнее и выгоднее с помощью установок, работающих не на непостоянном и переменчивом ветре, а на надежном и дешевом угле и солярке. В результате к середине
Однако совсем оставлять ветер без работы человек не хотел. В 1931 году недалеко от Ялты была построена первая в мире крупная (по тем временам) промышленная ветровая электростанция (ВЭС) ЦАГИ
Тем не менее малые ветрогенераторы мощностью до 30 кВт в мире все еще продолжали производить. В СССР в
К началу
Но ничто хорошее не длится долго, не говоря уж про вечно. Последние десятилетия нефтяные кризисы стали трясти планету с завидной регулярностью. Чем дальше — тем чаще. Медики, наблюдая скачки цен на нефть, сказали бы, что человечество лихорадит. Поэтому к началу
По горизонтали и по вертикали
Современные ветродвигатели делятся на два основных типа: карусельные, с вертикальной осью вращения, и крыльчатые, с осью горизонтальной. Наиболее привычны для человека крыльчатые ветряки, так похожие на старые мельницы. Только в отличие от тех же мельниц лопастей у них несколько меньше. Исследования показали, что чем меньше у ветряка лопастей, тем выше его мощность. Поэтому сейчас практически все ветряки имеют лишь три или две, а в некоторых случаях и одну лопасть. В последнем варианте к ней добавляется противовес, чтобы соблюсти равновесие. Длина лопастей может доходить до 60 метров и даже немножко больше. Немножко больше не потому, что больше сделать невозможно, а потому, что на разных высотах ветры могут дуть в разных направлениях.
Карусельные ветряки отличаются от крыльчатых кардинально. Представьте себе разрезанную по вертикали напополам бочку. Закрепите обе половинки на одной свободно вращающейся вертикальной оси так, чтобы располагались они строго симметрично относительно этой оси. Теперь, какой бы ветер на них ни дул, он всегда будет одну половинку просто обдувать снаружи, а другую — задувать внутрь. Большая сила будет приходиться на ту половинку, в которую «задувает». Соответственно, установка начнет вращаться в направлении действия большей силы. Примерно так и устроен примитивный карусельный ветряк. Главным его преимуществом, по сравнению с крыльчатым, является то, что он не зависит от направления ветра. А это значит, что его не только не надо разворачивать, но и то, что он не ограничен теми самыми максимальными 120 метрами, что останавливают проектировщиков его крыльчатых конкурентов. Теоретически высота его может быть любой вплоть до нескольких десятков километров. Вторым плюсом «каруселей» является то, что они начинают работать при значительно меньшей скорости ветра, чем «крыльчатки».
Однако коэффициент полезного использования силы ветра у крыльчатых конструкций пока значительно выше, поэтому и используются они гораздо чаще. Сейчас на их долю приходится более 90% всех промышленных энергоустановок в мире.
Ветровых генераторов установлено уже немало. Одна только датская фирма Vestas Danich Wind Technology с начала
Сейчас лидером в этой области является Китай — за последние пять лет он поднял мощность своих промышленных ВЭС с 1260 до 41 800 МВт. Далее идут США (40,2 ГВт), Германия (27,2 ГВт), Испания (20,6 ГВт) и Индия (13 ГВт). Самые крупные ветрогенераторы мощностью 6 (компания Enercon, 2005 год) и 5 (REpower Systems, 2004 год) МВт установлены в Германии. Высота башни
Где немцу — конфета, русскому — смерть
От былого лидерства нашей страны в области ветроэнергетики сегодня не осталось и следа. В списке 75 стран, в энергосистеме которых имеется и ветряная составляющая, мы занимаем не очень почетное
Это тем более обидно, что экономический потенциал у российской ветроэнергетики огромен. По подсчетам специалистов, он составляет 260 млрд. кВт*час/год — почти треть производства электроэнергии всеми электростанциями страны. А технический потенциал составляет более 50 трлн. кВт*час/год, что перекрывает общее энергопотребление страны более чем в 60 раз.
Крупнейшей действующей ВЭС России сейчас является запущенная в 2002 году Куликовская ВЭС (Калининградская область). Ее мощность составляет 5,1 МВт, за год она выдает в среднем 6 млн. кВт/час. Кроме того, работают Анадырская ВЭС (2,5 МВт), ВЭС у деревни Тюпкильды (Башкортостан, 2,2 МВт) и несколько более мелких электростанций мощностью до полутора мегаватт.
И ведь сказать, что у нас
