Итоги № 2 (2013)

Издавна Россия, как и вся Европа, использовала ветер в своих нуждах: накануне 1917 года в России было около 250 тысяч ветряных мельниц, которые перемалывали около 33 миллионов тонн зерна. Примерно в это же время русский ученый Николай Жуковский, создатель аэродинамики, разработал теорию быстроходного ветродвигателя. Именно советские ученые и инженеры обосновали принципы новой энергетики и создали эффективные ветроэнергетические установки. Промышленный выпуск ветроагрегатов наладили уже в 20-х годах. А в 30-х в СССР заработала крупнейшая в мире ветроэнергетическая установка мощностью 100 кВт. После войны страна производила такие установки тысячами, а на целине даже соорудили ветроэлектростанцию, работавшую в паре с дизелем, — прообраз современных европейских ветропарков. Энергию ветра перестали активно генерировать, когда стало ясно — в стране полно угля, быстрых рек и даже мирного атома. Сейчас об энергии ветра в России заговорили снова — уж больно пугает всех призрак иссякания нефти и газа. Специалисты подсчитали: технический потенциал для ветроэнергетики в России составляет примерно 6200 миллиардов киловатт-часов в год, что в несколько раз превышает нынешнее производство электроэнергии в стране. Причем она неиссякаема, о чем позаботилась природа: вследствие неравномерного нагрева солнечными лучами земной поверхности и нижних слоев земной атмосферы в приземном слое возникают перемещения больших масс воздуха, то есть рождается ветер. Он несет колоссальное количество энергии: 96—1021 джоуль, почти два процента энергии всей солнечной радиации, попадающей на Землю. В зонах с умеренным ветровым режимом, где средняя скорость ветра составляет 5 метров в секунду, с одного квадратного километра можно получить годовую выработку электроэнергии под миллион киловатт-часов. Конечно, ветер дует не всегда и с разной силой. Когда-то это было препятствием для его промышленного использования. Современные технологии с этой проблемой справились: люди уже давно научились аккумулировать избыточную энергию ветреных дней и затем использовать ее в периоды безветрия. Однако для станций все же ищут места, где ветер дует сильно и почти постоянно. Самые благоприятные для этого — побережья морей (их по-научному называют офшорами). В России разрабатываются ветроэнергетические кадастры, в которых зафиксированы места, где ветры дуют почти всегда.

На этом берегу

Побережье Белого моря — как раз одно из таких мест. Потому в Архангельской области, недалеко от деревни Лапоминка, уже начали строить ветропарк мощностью до 200 мегаватт, который станет одним из крупнейших в Европе. Самый большой офшорный ветропарк в мире был открыт в сентябре прошлого года в британском графстве Кент — мощность его турбин составляет 300 мегаватт, что хватает для поддержания тепла и жизни в 200 тысячах домов. Наш ветропарк сможет покрыть нужды города с населением в 100 000 человек. Со временем его мощность будет увеличена до 1000 мегаватт. Проект осуществляет российская компания «Межрегионсоюзэнерго» совместно с немецкой «СоВиТек Рус». До момента, пока на побережье Белого моря закрутятся лопасти ветряков, еще далеко, но, как нам сообщили в пресс-службе российской компании, «уже проведены подготовительные работы: составлена так называемая карта ветров, измерены направления ветра и изучен ландшафт». На расстоянии километра от Лапоминки — типичной поморской рыбацкой деревеньки — заработала ветроизмерительная станция высотой 34 метра. Скорость ветра здесь 7,4 метра в секунду, что выше так называемого золотого стандарта ветроэнергетики — 5 метров в секунду. Всего на участке, отведенном под парк, будет установлено около пятидесяти генераторных установок мощностью от одного до трех мегаватт.

Что представляют собой подобные ветроэлектростанции? Они мало чем напоминают ветряные мельницы, хотя принцип работы практически не изменился: ветер вращает лопасти, передавая крутящий момент другим механизмам. Сегодня в мире широко распространены ветродвигатели двух типов: крыльчатые (пропеллерные) и карусельные. В 90 процентах ветропарков используются крыльчатые ветродвигатели традиционной схемы — они имеют более рациональную силовую схему ветроколеса и динамику опорной башни. Максимальная выработка энергии достигается, когда лопасти расположены перпендикулярно потоку воздуха.

Отбор энергии начинается, когда скорость ветра достигает 5 метров в секунду, но для максимальной мощности требуется ветер посильнее — от 14 метров в секунду. Зато если налетает ураган (25 метров в секунду), автоматика отключает лопасти. За состоянием ветряков следит бортовой компьютер. Вообще ветропарк — технически непростое сооружение. И дорогостоящее. Для строительства беломорского ветропарка «выбросят на ветер» около 16 миллиардов рублей. Стоит ли игра свеч?

Деньги — на ветер