18+

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://m.babr24.com/?IDE=218351

bytes: 6559 / 5745

Обсудить на форуме Бабра в Telegram

Поделиться в соцсетях:

Другие статьи и новости в рубрике "Наука и технологии"

Молодые ученые ТГУ разработают технологии функционального питания

На химическом факультете ТГУ открыли новая научная лаборатория исследования и применения сверхкритических флюидных технологий в агропищевых ...

Автор: Пепел.

Источник: Babr24.com.

Наука и технологии, Молодежь, Здоровье

Томск

1874

01.12.2021

В Томске разрабатывают алгоритм машинного обучения для предсказания свойств химических соединений

Молодой ученый ТПУ Борис Пякилля разрабатывает алгоритм, который сможет строить модели, предсказывающие молекулярные свойства малых органических ...

Автор: Пепел.

Источник: Babr24.com.

Наука и технологии, Интернет и ИТ

Томск

3246

29.11.2021

Сибирские учёные в борьбе с COVID-19: тест-система для создания лекарства

Почти два года прошло с тех пор, как человечество узнало о COVID-19.

Автор: Миша Ковальски.

Источник: Babr24.com.

Наука и технологии, Здоровье

Россия

1278

29.11.2021

Водородный автомобиль как бомба на колесах

Автомобиль на водороде теперь преподносится как средство разрешения экологических проблем и особенно проблемы потепления климата, от которого ...

Автор: Дмитрий Верхотуров.

Источник: Babr24.com.

Наука и технологии, Экология

Россия

12619

28.11.2021

Бивень мамонта обнаружили на дне океана

Два года назад – в докоронавирусном 2019-м – группа учёных исследовала глубины Тихого океана.

Автор: Миша Ковальски.

Источник: Babr24.com.

Наука и технологии, История

Мир

1779

28.11.2021

Томские физики разработали сплав для экологичных холодильников

В лаборатории физики высокопрочных кристаллов Томского государственного университета разработали сплав для создания твердотельных систем охлаждения – ...

Автор: Пепел.

Источник: Babr24.com.

Наука и технологии, Экология

Томск

5517

28.11.2021

Томские ученые будут создавать новые материалы с помощью цифрового моделирования

ТГУ в составе междисциплинарного консорциума разработает новые материалы с помощью прорывных технологий цифрового и экспериментального ...

Автор: Пепел.

Источник: Babr24.com.

Наука и технологии, Экономика и бизнес

Томск

9491

27.11.2021

«Мы не каракатицы!»: в Великобритании обдумывают закон о защите омаров, осьминогов и им подобных

Супермаркет, рыбный отдел. Посередине стоит аквариум с живым «товаром». Для детей это развлечение – можно посмотреть на морских гадов.

Автор: Миша Ковальски.

Источник: Babr24.com.

Наука и технологии, Экология

Мир

7880

26.11.2021

Ледники на учете и международное признание: как томские ученые исследуют горно-ледниковые массивы на Алтае

Криосфера Алтая — своего рода «термометр», фиксирующий изменения климата в Евразии и дающий понимание о трансформация горного оледенения и ландшафтов.

Автор: Пепел.

Источник: Babr24.com.

Наука и технологии, Гео, Экология

Томск, Россия

8095

25.11.2021

Блогнот. Алиса в области чудес

До чего техника дошла!

Автор: Андрей Игнатьев.

Источник: Babr24.

Наука и технологии, Общество

Томск

1294

24.11.2021

Найдены первые сибирские скотоводы

Команда археологов из Алтайского государственного университета и Института эволюционной антропологии им.

Автор: Миша Ковальски.

Источник: Babr24.com.

Наука и технологии, История

Россия

1620

22.11.2021

Ученые из ТГУ и Малайзии работают над оптимизацией добычи нефти

Ученый ТГУ и аспирант из Малайзии ищут методы увеличения нефтедобычи.

Автор: Пепел.

Источник: Babr24.com.

Наука и технологии, Молодежь

Томск

11564

19.11.2021