Журнал «Вокруг Света» №08 за 2008 год

В феврале 2008 года в свое первое плавание по маршруту Германия — Венесуэла отправилось грузовое судно Beluga SkySails. В этом не было бы ничего примечательного, если бы судно это не оказалось первым океанским «грузовиком», приводимым в движение настоящим воздушным змеем. Правда, кайт, как на технологическом языке называется змей, тащит корабль не в одиночку, а вместе с судовыми двигателями, но его применение позволяет экономить около 20% топлива. Проекты использования в помощь морякам ветра существовали и раньше, но идеи новых парусников разбивались о необходимость оборудовать их гигантскими мачтами. Парусу этого корабля мачты не требуются, а управление им полностью компьютеризировано. Даже точка крепления буксировочного троса к корпусу выбирается программой в зависимости от того, куда и с какой скоростью должен идти корабль и как дует ветер.

Проблемы чистого источника

Применение современных технологий, постройка новых мощных генераторов и государственная поддержка позволили значительно снизить себестоимость электричества, производимого на ветряках. Например, в США она составляет 5 центов за киловатт-час при средней скорости ветра 7 м/с и 3 цента при скорости ветра 9 м/с. Это меньше себестоимости электричества, производимого на ТЭС (в тех же США — 4,5—6 центов за киловатт-час). Однако перед ветроэнергетикой стоят еще и другие проблемы неэкономического характера. Главный ее недостаток — непостоянство. Ветер, как известно, то дует, то нет. И дует отнюдь не равномерно: то слабо, то сильно, то порывами. Получается, что сегодня генератор выдает одну мощность, завтра — другую, а послезавтра ветер затих и электричество вовсе пропало. Поэтому если ветряк обслуживает какой-то конкретный объект, к нему приходится добавлять целый комплекс аппаратуры. Во-первых — инвертор, который преобразует полученную энергию в ток промышленного качества (для России — 220 В, 50 Гц). Во-вторых — батарею аккумуляторов для выравнивания мощности. В-третьих — резервный дизель-генератор на случай длительного безветрия. Добавление всех этих агрегатов, которые значительную часть времени будут простаивать, увеличивает себестоимость производимой энергии в 2—3 раза. Поэтому лучший выход — подключение ветрогенераторов к единой энергетической системе. Тогда нехватка электричества от одного ветрогенератора будет компенсироваться избытком от другого, а в случае обширного штиля — усиленной работой прочих участников процесса энергопроизводства.

Два типа экспериментальных карусельных ветряков в Южном Уэльсе, Великобритания. Фото: SPL/EAST NEWS

Вторая проблема — относительно низкая интенсивность. Средний промышленный ветрогенератор выдает порядка 1 МВт электрической мощности. На площади в 1 км2 можно разместить десяток-другой таких установок, только тогда они не будут мешать работе друг друга. С учетом непостоянства ветров с 1 км2 можно снимать в среднем 5—10 МВт электроэнергии, а для получения 1 ГВт понадобится площадь 100—200 км2. Для сравнения: Курская АЭС мощностью 4 ГВт вместе со всеми вспомогательными сооружениями и даже с рабочим поселком занимает площадь 30 км2. Стандартный способ решения этой проблемы — отведение под ВЭС пустующих земель либо использование пустующей территории ВЭС для выращивания сельскохозяйственных культур. Проще говоря, сдача их в аренду фермерам по сниженным ценам. Кроме того, многие государства стали создавать «морские ветропарки», застраивая ветряками прибрежные шельфовые зоны.