В Китае готовят к испытаниям необычную энергетическую установку, которая с виду напоминает дирижабль, а работает как ветряк. Система поднимается высоко над землей и там вырабатывает ток. Проект назвали SAWES S1500, и это первый образец такого масштаба, рассчитанный сразу на небывалые объемы мегаватт.
Принцип простой: аэростат, наполненный гелием, тянет вверх генератор с турбинами. Конструкция держится на высоте до 1,5 км, где воздух движется быстрее и потоки стабильнее. Кабель не только удерживает аппарат, но и передает энергию вниз. По расчетам разработчиков, там поток ветра в 2−3 раза сильнее, чем у поверхности, а выработка может быть выше почти в 30 раз по сравнению с обычными ветряками.
Прототип S500 уже проходил испытания. Его поднимали на 500 м, и он выдавал около 50 кВт. Новая версия крупнее в десятки раз: она рассчитана на 1,5 МВт. Этого хватит, например, чтобы питать небольшой городок или поддерживать работу критической инфраструктуры после стихийных бедствий.
Главный вызов — сделать установку достаточно легкой и одновременно прочной. Корпус выполнили из композитов, чтобы максимально снизить вес, а внутренняя турбина использует постоянные магниты и высокоэффективный генератор, уменьшающий потери. Система снабжена датчиками давления, температуры и скорости ветра, которые помогают удерживать оптимальное положение. Встроенный автопилот позволяет корректировать угол наклона винтов и стабилизировать аэростат в турбулентности.
Разработка особенно полезна в районах, где невозможно устанавливать наземные электростанции. Это удаленные острова, нефтяные платформы, зоны катастроф, где нужно быстро восстановить питание и связь. Установка разворачивается за часы, а работать может неделями без обслуживания.
Идея использования ветра из верхних слоев атмосферы появилась еще в середине прошлого века. Но лишь сейчас нашлись подходящие по свойствам материалы, система автоматического управления и технологии хранения энергии. Если последующие тесты S1500 подтвердят результаты предварительных расчетов, появится возможность строить целые парки воздушных турбин, объединенных в сеть.
Китайская энергетика уже сократила углеродный след на треть за последнее десятилетие. В случае успеха SAWES переход на «чистые» источники пройдет еще легче.
Похожие проекты пробуют делать и в других странах. В США компания Altaeros разрабатывает установку BAT (Buoyant Airborne Turbine), по сути тоже аэростат с турбиной, который поднимается на сотни метров. В Канаде есть стартап KiteGen, который делает ставку на огромные «воздушные змеи», вырабатывающие электричество за счет силы ветра на высоте. В Германии команда EnerKite тестирует компактные системы с крыльями-дронами — они тянут генераторный кабель и тем самым приводят в движение катушки на земле.
Ранее мы писали о том, что ученые превращают ядерные отходы в источник чистой энергии.