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.net/?ADE=218351

Bytes: 6565 / 5745

Версия для печати

Скачать PDF

Поделиться в соцсетях:

Также читайте эксклюзивную информацию в соцсетях:
- Телеграм
- ВКонтакте

Связаться с редакцией Бабра:
[email protected]

Автор текста: Виктория Британская, обозреватель.

На сайте опубликовано 581 текстов этого автора.

Другие статьи в рубрике "Наука и технологии"

Живой фильтр c древних времён: итоги викторины Бабра

На дне Байкала живут уникальные организмы, которые встречаются только в этом озере. Это колонии примитивных многоклеточных животных, которые ведут прикреплённый образ жизни. В озере они обитают на каменистых грунтах. Телеграм-канал «Бурятия. Бабр.

Есения Линней

Наука и технологииЭкологияБайкал Бурятия Иркутск

12836

05.04.2025

3 апреля — День рождения мобильного телефона

Сегодня смартфоны — неотъемлемая часть нашей жизни. Они давно перестали быть просто телефонами и превратились в портативные компьютеры, которые используют для самых разных целей: в работе, учёбе, для развлечений и игр. А ведь ещё совсем недавно сама идея мобильного устройства связи казалась сказкой.

Эля Берковская

Наука и технологииИсторияМир

2760

03.04.2025

Учёные ТГУ рассказали про исследование генов сои для разработки новых сортов

Группа учёных Томского государственного университета обнаружили в сое гены, способные сделать растение более устойчивым к факторам окружающей среды. Это позволит увеличить объёмы выращиваемой сои, которая не будет страдать от засухи или нехватки воды.

Андрей Тихонов

Наука и технологииЭкологияОбразованиеТомск

15785

01.04.2025

Властелин высокогорья: как Монголия защищает снежных барсов

Снежный барс заселяет огромные территории Центральной Азии, но встретить этого хищника – огромное везение. Для сохранения этого вида создаются заповедники и ведётся работа по отслеживанию мест обитания животных.

Есения Линней

Наука и технологииПолитикаМонголия Россия

7278

27.03.2025

Космические амбиции Монголии: ставка на Китай

Монголия активно развивает сотрудничество с Китаем в области космических технологий. В ходе лекции на тему перспектив монголо-китайских отношений, организованной Академией наук Монголии, посол КНР Шэнь Миньцзюань рассказала о достижениях Китая в сфере высоких технологий.

Эрнест Баатырев

Наука и технологииОбществоЭкономика и бизнесМонголия Китай

7011

26.03.2025

Ученые сняли данные с байкальских буйков: что удалось узнать за год наблюдений?

Байкал — озеро, которое никогда не перестает удивлять. Чтобы понять, что происходит в этом гигантском водоеме, исследователи из Лимнологического института СО РАН уже три года используют специальные буйковые станции.

Анна Моль

Наука и технологииГеоИркутск Байкал

2348

25.03.2025

Грант на перекус: почему в Бурятии запатентовали то, что веками ели без бумажки?

Учёные ВСГУТУ разработали способ производства батончиков, в состав которых входит кедровый жмых, обезвоженные ягоды (клюква, облепиха, брусника, чёрная смородина), ягодные порошки, полученные с помощью СВЧ-обработки, а также экстракты лекарственных растений (листья облепихи и чёрной смородины, ...

Виктор Кулагин

Наука и технологииОбразованиеБурятия

2408

24.03.2025

Учёные ТГУ: о новой нейросети и загрязнении рек микропластиком

Учёные Томского государственного университета смогли создать нейросеть, способную диагностировать дефекты снимков 3D-микротомографа, обладающего искусственным интеллектом. Эта математическая модель смогла обойти аналогичные технологии других стран.

Андрей Тихонов

Наука и технологииИнтернет и ИТЭкологияТомск

24439

15.03.2025

Что скрывает река Белая? Исследователи заглянули в её прошлое

Река Белая, протекающая по просторам Бурятии и Иркутской области, всегда была важной частью местной природы. Но её история, как выяснилось, хранит куда больше тайн, чем может показаться на первый взгляд.

Анна Моль

Наука и технологииГеоИркутск Бурятия

4057

12.03.2025

Открытие подводного мира Байкала: итоги викторины Бабра

Этот учёный был доктором географических наук, организатором Байкальской лимнологической станции и Байкальской экспедиции, открыл Академический хребет и описал теорию морского происхождения байкальской фауны и флоры. Телеграм-канал «Бурятия. Бабр.

Есения Линней

Наука и технологииЭкологияБайкал Бурятия Иркутск

17334

11.03.2025

ИКАР-АИ: иркутские ученые создают комплекс для изучения космической погоды

Учёные из Института солнечно-земной физики сибирской академии наук представили амбициозный проект, который обещает открыть новые горизонты в изучении космоса. Радиофизический комплекс «ИКАР-АИ» станет мощным инструментом для моделирования и исследования космической погоды.

Анна Моль

Наука и технологииИркутск

3257

03.03.2025

Устойчивое развитие Монголии: научный взгляд в будущее

Наука в Монголии переживает эпоху великих перемен. Страна, известная своими бескрайними степями и богатым культурным наследием, делает уверенные шаги в будущее, опираясь на научные исследования и современные технологии.

Есения Линней

Наука и технологииПолитикаМонголия

27645

28.02.2025

Лица Сибири

Негодайло Алексей

Дамдинов Алдар

Гармаев Денис

Килин Владимир

Охлопков Николай

Надымов Дмитрий

Лебедь Владислав

Пашинский Сергей

Шапенков Алексей

Цыренов Баир Дашиевич