Создатели сразу нескольких стартапов утверждают, что спроектированные ими ветряные турбины смогут производить больше электроэнергии, чем многие действующие ветряные установки на планете
Ветряная энергетика
Энергия ветра является одним из самых чистых и устойчивых источников энергии. Это неиссякаемый ресурс с нулевыми выбросами. За 12 лет — с 2010 по 2022 год — доля ветровой энергии в общем объеме производства всей электроэнергии выросла с 1,64 до 7,33%.
Стандартный КПД ветряной турбины составляет от 20 до 45%, а ее эффективность определяется тем, сколько энергии ветра турбина может преобразовать в электричество.
Стандартная береговая ветряная турбина может снабжать электроэнергией примерно 940 домов. Конечно, многое зависит от размера дома, его расположения и средней скорости ветра в районе, где он находится, а также от того, сколько энергии требуется для работы электроприборов. А чтобы обеспечить электроэнергией весь мир, потребуется около 2,5 млн береговых ветряных турбин.
Хотя в море ветер дует сильнее, ветряные турбины размещают чаще на суше, потому что так их легче и дешевле устанавливать и обслуживать.
Какими бывают ветряные турбины
Выделяют два типа ветряных турбин — с горизонтальной осью и вертикальной. У горизонтальной турбины ось вращения лопастей параллельна поверхности земли. У большинства из них три лопасти, а сами турбины похожи на вентилятор или пропеллер.
Ось вращения лопастей вертикальной турбины расположена перпендикулярно земле. Обычно у вертикальных ветряков есть две или более лопасти, расположенные вертикально вокруг центральной оси.
Вертикальные ветряки легче изготавливать и обслуживать, они работают и вырабатывают электричество даже в условиях слабого ветра, а еще их не нужно поворачивать по направлению ветра. Однако у горизонтальных турбин мощность выше, поэтому они распространены гораздо шире вертикальных.
Стартапы по разработке инновационных ветряных турбин
World Wide Wind
Норвежская компания World Wide Wind (WWW) разработала концепцию вертикальной ветряной турбины мощностью 40 МВт.
Этот ветряк устроен следующим образом. В верхней части мачты, которая находится над морем, расположены две турбины с тремя лопастями, вращающимися в противоположных направлениях. В нижней части мачты (та, что под водой) установлен генератор со статором и ротором, преобразующий энергию ветра в электроэнергию, кабели и механизм для швартовки. Благодаря тому, что генератор находится под водой, а не на вершине, как у обычных турбин, он служит балластом и обеспечивает устойчивость ветряка.
По словам разработчиков, обслуживание такой установки не станет проблемой. Внутри будет сухо и достаточно места для техников. Сейчас такая турбина все еще находится на стадии разработки. Предполагается, что реальная модель такого ветряка может быть 400 м высотой. WWW планирует вывести на рынок турбину мощностью 24 МВт до 2030 года
T-Omega
Американский стартап T-Omega Wind создал прототип морской ветряной турбины в масштабе 1:16. По словам авторов проекта, реальная турбина будет мощностью 10 МВт, сможет противостоять волнам высотой до 30 м, при том что ее вес будет на 20% меньше, а стоимость — на 30% дешевле традиционных ветряков.
Конструкция представляет собой пирамиду, где на четырех мачтах установлен стандартный ротор с горизонтальной осью вращения. Ветряк расположен на плавучей платформе, хотя обычно офшорные турбины устанавливают на дне моря.
Систему можно использовать как на мелководье, так и на глубине. Она движется по волнам и выравнивается по ветру с помощью флюгера. Платформа крепится ко дну океана с небольшим провисанием, что позволяет ей перемещаться вокруг крепления в ответ на изменение направления ветра без датчиков, двигателей и поворотных механизмов.