Статьи / Электротехника и электроника / Экополис: энергия ветра на службе человечества

Экополис: энергия ветра на службе человечества

Экополис: энергия ветра на службе человечества

Научно-технический прогресс долгое время выражался в неуклонном росте потребления энергии, в том числе и в наших домах. Всеобщая электрификация, создание систем централизованного отопления, бытовая техника… Наши дома просто пожирают энергию, причем делают это все более интенсивно: с 1950 года потребление в быту электрической энергии возросло почти в семь раз! Даже удивительно, что долгое время стремительно растущее потребление энергии никого по-настоящему не беспокоило.

Лишь в конце XX века человечество всерьез озаботилось проблемами окружающей среды. Больший комфорт – это, конечно, прекрасно, но как долго мы сможем за это платить? Причем платить не только деньгами, которыми мы оплачиваем счета за коммунальные услуги. За сверхпотребление мы платим запасами ископаемого топлива, являющегося основным источником энергии сегодня. За него мы платим ухудшением экологии, загрязнением атмосферы – иными словами, своим здоровьем. Наконец, интенсивное сжигание топлива грозит человечеству климатическими изменениями, которые могут поставить под угрозу само его существование. На протяжении длительного времени мы жили, беря в долг у планеты Земля.  Сегодня люди наконец задумались о том, смогут ли наши потомки оплатить этот долг со всеми процентами.

Эволюция сознания привела к достаточно серьезному пересмотру приоритетов научно-технического развития. Теперь видное место в их числе заняли технологии, обеспечивающие экономию энергии и ресурсов, заботу о снижении выбросов в окружающую среду. Коснулось это и развития представлений о технологиях создания жилья. Современный дом должен быть не просто удобным, красивым и долговечным, но и экономичным и экологически чистым, а в идеале и вовсе обеспечивать себя энергией самостоятельно – по крайней мере, частично.

Современный проект энергосберегающего дома

Только представьте: Ваш дом сам вырабатывает энергию для Вашего комфорта, при этом не потребляя топлива – и ни за свет, ни за тепло платить не надо! Но сможет ли технология дать нам такой результат? По крайней мере, она пытается…

Надувая паруса кораблей и приводя в движение колеса ветряных мельниц, ветер стал первой стихией, дающей человеку энергию. Позже ветряные механизмы были вытеснены более мощными паровыми двигателями, а затем и двигателями внутреннего сгорания. Но сегодня, когда экологические соображения крайне актуальны, о ветре и его возможностях снова вспомнили.

Вне городов ветряные двигатели сегодня широко используются для получения электрической энергии: целые поля современных ветряков стали достаточно привычной деталью загородных пейзажей развитых стран. В 2008 году в мире было выработано 200 миллиардов киловатт-часов ветровой электроэнергии. Это, разумеется, лишь капля в море мирового потребления – менее 1,5%. Зато темпы роста производства впечатляют. За последние десять лет производство такого электричества возросло почти в девять раз! Чаще всего ветряные электростанции используют на естественных возвышенностях, где ничто не преграждает ветру путь. Но разве современный высотный дом не является возвышенностью сам по себе? В теории мощный ветряной двигатель, установленный на крыше дома, может полностью обеспечить его обитателей электроэнергией!

К сожалению, использование ветрогенераторов для получения бытовой электроэнергии в городских условиях связано с рядом трудностей. Использовать в городах большие ветряки нельзя. Они создают значительные инфразвуковые вибрации: в сотне метров от такого ветряка ощутимо дребезжат оконные стекла. А на здоровье людей такие вибрации влияют весьма негативно. Да и масса такого генератора не позволяет расположить его на крыше простого жилого дома. Конечно, существуют генераторы и поменьше, но они куда менее выгодны с экономической точки зрения: «бесплатная» энергия ветра за счет затрат на установку, обслуживание, текущий и капитальный ремонт генератора обойдется дороже, чем электричество в обычных электросетях.

Есть и другая проблема. Для электроснабжения современного дома необходимо производить постоянное количество электроэнергии – от часа к часу, изо дня в день. Даже незначительное падение или повышение напряжения сразу же ощутят на себе все потребляющие электроэнергию приборы. Но ветру не прикажешь, когда и с какой силой дуть! Конечно, можно использовать различные технологии, позволяющие обойти этот недостаток – например, сочетание ветряка с мощной аккумуляторной батареей, запасающей энергию в ветреную погоду и отдающей ее в штиль – но все они приводят лишь к еще большему удорожанию конструкции и увеличению потерь, а значит, снижению эффективности.

Впрочем, есть и другой способ использовать энергию ветра: доверить ветряку снабжение не электричеством, а теплотой, заставив ветер согревать нам воду в кране или батареях отопления. В этом случае в роли «аккумулятора» выступает сама вода – отличный теплоноситель. Да и колебания выдаваемой ветряком мощности в этом случае не столь критичны, а значит, отпадает потребность в дорогостоящем оборудовании для его стабилизации.

Между тем, исследование возможностей электроснабжения городов и отдельных строений при помощи ветровых электростанций сегодня является предметом детального изучения – и не только учеными, но и экономистами и градостроителями. Как решить проблемы, связанные с использованием ветровых электроустановок, и с максимальной эффективностью использовать их потенциал? На этот вопрос есть несколько ответов.

Одной из популярных сегодня моделей использования ветровых установок являются т.н. оффшорные ветряные электростанции: группы из нескольких установок, которые размещаются в море на расстоянии нескольких километров от берега. Электричество, вырабатываемое ими, собирается в специальном трансформаторе, который преобразует его в высоковольтное для уменьшения потерь, а затем доставляет на берег при помощи специального кабеля. Использование оффшорных электростанций привлекательно по многим причинам. Во-первых, морские просторы характерны более сильными и устойчивыми ветрами. Во-вторых, тем самым экономится пространство, которое иначе эти ветряки занимали бы на суше: водная поверхность, как ни крути, используется значительно менее плотно. И хотя установка и обслуживание оффшорных ветряных станций более дорого, для прибрежных городов это решение может стать принципиально новым ответом на болезненный вопрос поиска альтернативных источников энергии. В настоящий момент крупнейшей в мире является оффшорная электростанция в Миддельгрюнден (Дания) с установленной мощностью 40 МВт. Подвидом оффшорных ветроэнергетических установок являются плавающие установки. Они не закрепляются на дне жестким способом, но держатся на плаву на поверхности воды. Стабильность установки обеспечивается массивным балластом из гравия и песка, а на месте ветровую установку удерживают мощные якоря. Преимуществом плавающих установок является возможность размещения их на больших глубинах, а значит, дальше в море. Это достаточно важно, так как по мере удаления от берега ветер становится сильнее и стабильнее.

Сегодня ученые разрабатывают малые ветрогенераторы мощностью до 100 кВт, специально предназначенные для использования на крышах домов. Чем закончатся их попытки – покажет время…


© ООО «Индбоард»

Опубликовано: 2010-06-15

При перепечатке или копировании этой статьи или отдельных ее фрагментов ссылка на первоисточник обязательна.

Общая оценка: (1061 чел.)

Моя оценка этой статьи

Насколько полезна и содержательна информация в этой статье?

Ещё статьи

Реклама на indboard.ru



Поделиться с друзьями

 

 

Комментарии и отзывы пользователей отсутствуют. Вы можете первым оставить свой комментарий, если Вам есть, что сказать.

 

Ваш комментарий