Ветер в прокрустовом ложе
Сегодня писать о возобновляемых источниках энергии, к которым относится и ветроэнергетика, модно. Впрочем, пишут неизменно бодро. Журналисты-гуманитарии черпают информацию от пресс-секретарей заинтересованных компаний и экспертов (получающих зарплату от тех же компаний) или с ведома чиновников, деребанящих бюджетные средства под очередным благовидным предлогом. Эта статья — попытка, как любят говорить сегодня участники интернетфорумов, «разрыва шаблонов».
Вначале об общей ситуации. Самым большим в мире потенциалом энергии ветра обладает Россия (что вполне естественно для территории площадью более семнадцати миллионов квадратных километров). В России к 2030 г. запланировали запустить 15 ветроэнергетических станций суммарной мощностью 4,5 ГВт. Но это — капля в море. Китай ежегодно устанавливает более 20 ГВт новых ветроэнергетических мощностей, а в Германии, Индии и США ежегодный прирост мощностей составляет от 2 до 6 ГВт. Несмотря на явное отставание от мировых лидеров, в странах бывшего СССР планируется строительство всех ветропарков на основе типичных ветрогенераторов — закрепленных в гондолах на высоких башнях гигантских пропеллеров. Эти гиганты давно вторглись в загородные пейзажи стран Запада. Хотя они всесторонне изучены, но исчерпали потенциал развития. Такие ветрогенераторы имеют срок окупаемости более 25 лет. Явную нерентабельность компенсируют правительственные дотации. Такую политику можно понять в странах ЕС, где нет ни своей нефти, ни газа. А вот когда за бюджетные средства технологии пропеллерных ветряков (голландской компании Lagerwey, приобретает «Росатом» (!!), и под это строятся два завода в Ростовской области, становится понятно, что каким бы большим ни был бюджетный профицит РФ, «слугам народа» не составит труда найти, на получение каких откатов его употребить. Ранее в Ульяновской области «запузырили» неслабый ветропарк с пропеллерными гигантами датской компании Vestas (посредством финской строительной компании). Но мы будем рассматривать не социально-криминальные, а инженерные аспекты.
Итак, взглянем на состояние ветроэнергетики чисто технически. Во всем мире признано, что перспективны генераторы иного рода — вертикально-осевые ветротурбины (международное обозначение VAWT). Они требуют меньших капитальных затрат, значительно проще устроены и дешевле в обслуживании. Такие ветрогенераторы без проблем могут устанавливаться в черте жилой застройки (в том числе на крышах зданий) ввиду малошумности и устойчивости к сильным порывам ветра с частым изменением направления. Постсоветские страны смогут сократить отставание в области ветроэнергетики, если перестанут покупать устаревшие технологии в своекорыстных целях чиновников и начнут разрабатывать собственные перспективные технологии на основе VAWT. В качестве «минуса» VAWT апологеты горизонтально-осевых ветряков называют их относительно небольшую эффективность. Коэффициент использования энергии ветра (КИЭВ) составляет у современных коммерческих VAWT примерно треть от энергии ветра в створе ротора. В то время как горизонтально-осевые ветрогенераторы якобы имеют эффективность выше процентов на десять. Так ли все плохо для VAWT на самом деле? Как мы увидим далее, вполне возможно достичь большей эффективности, чем для пропеллерных установок с сохранением всех прочих преимуществ.
Ниже вскрыты неочевидные причины, тормозящие использование таких ветрогенераторов. Эти турбины загнаны сегодня в некое Прокрустово ложе. Хотя имеется непаханное поле для развития, в качестве примера рассмотрена перспективная новая конструкция.
Продолжение статьи читайте в июньском номере журнала "Наука и техника" за 2019 год. Доступна как печатная, так и электронная версии журнала. Оформить подписку на журнал можно здесь.
На нашем сайте вы можете приобрести уникальные монографии-фотоальбомы Анатолия Верстюка, посвященные эскадренным миноносцам. В магазине на сайте также можно купить магниты, календари, постеры с авиацией, кораблями, сухопутной техникой.
