Ветровая турбина: Переворот в альтернативных источниках питания [ Редагувати ]

Второе дыхание ветровой энергетике может придать огромная ветровая турбина с вертикальной осью Maglev Turbine максимальной мощностью аж в 1 гигаватт, которую намерена производить серийно компания Maglev Wind Turbine Technologies из Аризоны.

Новая турбина в одиночку должна поставлять в сеть до 8,75 тераватт-часов энергии ежегодно, что эквивалентно энергетическому содержанию примерно 5,5 миллионов баррелей нефти.

Экзотическая модель ветровой турбины выглядит как высотное здание, но по отношению к своей мощности она удивительно мала. Одна турбина Maglev достаточна для питания 750 тысяч домов, а занимает она площадь (вместе с зоной отчуждения) всего-то около 40 гектаров. Для сравнения, 1 тысяча традиционных ветровых генераторов могут запитать 500 тысяч домов, занимая при этом территорию в 26 тысяч гектаров.

Придумал эту турбину 60-летний изобретатель Эд Мазур, основатель компании MWTT, которая объявила об официальном старте работы 15 июня этого года.

Альтернативными источниками энергии Эд занимался много лет, а в 2004 году решил, что для коммерческого и действительно массового производства электроэнергии на ветровых фермах им не хватает самой малости - многократного роста КПД. И придумал Maglev Turbine.

Годы ушли на научные изыскания, проектирование и прочие подготовительные вещи. И хотя турбина остаётся только рисунком, автор уверен - вскоре её можно будет построить в металле.

Все турбины с горизонтальной осью используют меньше 1% полной энергии ветра, утверждает изобретатель. С турбинами на вертикальной оси дело обстоит лучше, но и тут идеального решения, мол, не найдено.

Ключом к росту эффективности турбины автор посчитал "полный захват" ветра и отсутствие трения в частях машины.

Maglev Turbine плавает на магнитной подушке, а в роли генератора применён линейный синхронный двигатель. Эта технология сходна с технологией поездов на магнитной подвеске и устраняет всё трение (не считая, конечно, трение о воздух), собирая максимальную энергию ветра. Никаких редукторов, никаких традиционных подшипников и валов здесь нет. Есть только левитирующий ротор и статор, связанные магнитными полями.

Частокол лезвий Maglev Turbine захватывают весь поток, так что, по оценке компании, её турбина сможет генерировать электричество по цене меньше одного цента за киловатт-час. Чем-то это напоминает проект Wind Turbine Observation Tower, только размах новинки несопоставимо больший.

По заверению изобретателя, новая турбина использует практически всю энергию воздушного потока. В этом отношении она больше похожа на парусное вооружение судна, чем на изящные "пропеллеры" традиционного ветряка.

Кроме того, строительство Maglev Turbine обойдётся на 50-75% дешевле, чем возведение ветровой фермы классического типа равной мощности и займёт меньше времени. Главные компоненты новой установки находятся на уровне земли, так что их проще обслуживать. И, очень важно, новая турбина (в теории) нормально работает как при крайне слабом ветре, так и при очень сильном (свыше 40 метров в секунду).

Базовая структура такой станции рассчитана на работу в течение 500 лет, магнитная подвеска и генератор - 100 лет, а лезвия турбины - 50 лет, заявляет компания. Эти параметры разительно отличаются (в лучшую сторону, конечно) от долговечности обычной ветровой станции.

Компания не приводит практически никаких деталей конструкции, что можно трактовать и как банальное отсутствие проработанного проекта, и как нежелание выдавать секреты раньше постройки опытного образца.
 
Большинство ветровых ферм состоит из набора ветряков мощностью от 20 киловатт до 2 мегаватт, установленных на башнях высотой от 10 до 60 метров. Главными недостатками таких ферм авторы новинки считают, помимо огромной занимаемой территории, необходимость в остановке работы в случае слишком сильного ветра, энергия которого пропадает понапрасну, и дороговизну обслуживания и серьёзного ремонта. Многие фермы просто эксплуатируют гигантские ветряки энное количество лет до их отказа и на этом заканчивают работу, поскольку капитальный ремонт слишком дорог и не может быть оправдан выработанным после починки электричеством.

Кстати, первенство в применении магнитной подвески для ветровой турбины принадлежит китайцам, что признаёт и Мазур. Однако американский новатор отмечает, что первым предложил использовать магнитную левитацию для вертикальной турбины столь колоссальных размеров.

Интересно, что Мазур предлагает, в основном, не возводить свои турбины на новом месте, а переделывать под новую технологию старые ветровые фермы, которые выработали свой ресурс. Разумно ли это, коли всё одно придётся полностью заменять турбины?

Мазур считает, что выгода есть. Ведь, помимо турбин-генераторов, такой ферме нужна инфраструктура: подведённая к участку электрическая сеть, к примеру, дороги для обслуживания, трансформаторные подстанции и тому подобное. К тому же, существующие фермы стоят в более-менее удачных местах, в плане средней скорости ветра, а от добра добра.

Таким образом, одна огромная Maglev Turbine сможет не только поставлять энергию местным населённым пунктам и продавать излишки в национальную сеть, но поспособствует делу экологии, поскольку вернёт в земельный оборот огромные территории, ранее занимаемые "лесами" классических ветряков.

Компания намерена открыть научные и образовательные центры близ своих турбин, чтобы пропагандировать выгоды "чистой" электрической энергии. Она полагает, что колоссальный рост КПД ветряка должен заставить мир пересмотреть роль ветровой энергетики. 25% всей энергии к 2020 году должны вырабатываться на ветровых станциях типа Maglev Turbine: такова мечта компании, над реализацией которой она будет теперь работать с удвоенной силой.

Даже если Мазур преувеличил раз в десять - рост возможностей ветровых ферм нового типа, в сравнении с предшественниками, должен оказаться заметным для энергетики. А ещё автор магнитного ветряка считает, что наблюдающиеся изменения в земном климате на руку ветровым станциям. Как пишет его компания, по прогнозу учёных, в следующие 20 лет мы увидим заметное увеличение средних скоростей ветра во многих частях света.

Поскольку магнитному ротору ураганный ветер не страшен, он сможет в полной мере извлечь выгоду из разгула воздушной стихии.