Летающий ветрогенератор Makani

Ветрогенераторы сегодня остаются одними из наиболее производительных альтернатив традиционному топливу. Солнечные батареи уступают ветрогенераторам по такому важному показателю, как эффективность на 1 м2.

Однако мировые проблемы энергосбережения и экологии заставляют увеличивать производительность и устройств солнечной энергетики, и объектов ветро-турбинной энергетики, главным недостатком которой является непостоянство силы ветра на малых высотах.

За дело взялась амбициозная компания, ныне входящая в состав компании Google X, работающая в самых разнообразных направлениях научных исследований, способных принести пользу человечеству, а солнечно-ветровая энергетика выходит на первые места в гонке за изменение современного мира.

Ветрогенераторы Makani в широкий доступ

Итак, в компании Makani сделали упор на решение проблемы постоянства ветрового потока, а также его интенсивности. Для реализации всего задуманного используется высота в диапазоне от 250 до 350 метров и кордовый планер, соединенный с наземной установкой, включающей сетевой инвертор, а также пункт управления полетом.

Ныне производится доводка экспериментального планера с восемью роторными установками, способными обеспечить пиковую мощность ветрогенераторов на уровне 600 кВт.

Планер обладает сложной ситемой управления полетом, во время которого он может выполнять вращение вокруг точки крепления, описывать восьмерки или колебаться из стороны в сторону. Такая динамика позволяет аппарату поддерживать постоянную скорость вращения турбин, а, следовательно, и равномерную выработку электроэнергии. В перспективе такие установки будут собираться в парки с некоторым резервированием для окончательной победы над главным изъяном ветровых электростанций – непостоянством.

Система ветрогенераторов HAWE

Менее сложной схемой реализации потенциала ветровых элетростанций является проект HAWE (High Altitude Wind Energy). Суть его работы также сводится к использованию высоких слоев воздуха, где сила ветра имеет более постоянный характер.

По своей сути система HAWE – это большой дирижабль правильной цилиндрической формы с закачанным внутрь инертным газом, который еще больше облегчает конструкцию, обеспечивая ее свободный подъем. Цилиндрическая форма создает удивительный аэродинамический эффект, резко повышающий подъемную силу импровизированного дирижабля за счет осевого вращения (эффект Магнуса).

Именно эта энергия и передается на наземную станцию, где установленные генераторы преобразуют механическую энергию в электрическую.  

Во время подъема и вращения воздушного генератора генерируется гораздо больше энергии в сравнении с той, которая необходима на возврат дирижабля в стартовую точку, ведь в точке апогея вращение прекращается. Энергоэффективность ныне работающей станции (цилиндр 15х2,5 м), приближается к показателю 30 кВт.  Но на данный момент окупаемость сетевой солнечной электростанции 30 кВт гораздо выше, чем у инновационной разработки HAWE.

Чтобы обеспечить постоянство электрического тока в такой ветровой установке нужно использовать 2 дирижабля (пока один вращается и поднимается, другой останавливается и спускается). Испытания также подходят к завершению.