Выше, дешевле, безопаснее: 7 технологий будущего ветроэнергетики (ФОТО)

Новое поколение ветроэнергетических технологий обещает сделать сектор ветроэнергетики еще более безопасным и доступным – если разработкам удастся перейти из стадии прототипа в коммерческий продукт.

В последние годы ветроэнергетика переживала свои лучшие времена - мощности растут, а стоимость технологий падает. Так, стоимость производства электроэнергии оффшорными ветроэлектростанциями в Британии с 2012 до 2016 года упала на треть, а в США ветровая энергетика составила более 40% новой генерации (с годовым объемом инвестиций в $13 млрд). Хотя уже в 2017 году все кажется не таким радужным: Великобритания отменила субсидии для наземных ВЭС, а администрация президента Трампа обещает возобновление поддержки угля вместо ВИЭ. Кто-то может подумать, что впечатляющие успехи ветроэнергетики уже в прошлом. Но это не так.

Представляем семь новых многообещающих технологий, которые свидетельствуют о том, что развитие ветроэнергетики не остановится.

Чем выше, тем ветренее. Этот общеизвестный факт объясняет то, что современные турбины в несколько раз выше более ранних установок. Но строить высокие башни дорого, поэтому разрабатываются технологии, которые позволяют собирать энергию ветра без затрат на башни. Например, Makani, дочерняя компания Google, строит энергогенерирующие летающие змеи, которые могут подниматься до 300 м - почти на 100 м выше, чем самые высокие ветротубины. «Змеи» мощностью 600 кВт летают по кругу, генерируя электроэнергию с помощью турбин, помещенных на их «крылья». Энергия передается в сеть по кабелю, который крепит генератор к «якорю», расположенному на земле.

Данная технология может быть весьма перспективной, а учитывая ту финансовую мощь, которой обладает Google, стартап скорее всего будет менее зависимым от грантов и субсидий, в отличие от других разработчиков новых технологий.

Британская компания Kite Power Solutions для генерации энергии тоже использует воздушных змеев, но в более традиционной их модификации. Эти змеи, в отличие от предыдущих, движутся по траектории в виде восьмерки. Оборудование, расположенное внизу, быстро разматывает «трос» летающего змея, запуская его в высоту, а потом медленно сматывает его обратно. В этом процессе «собирается» энергия. Пилотные тесты данной установки запланированы на июнь этого года в Шотландии. Эта технология привлекла инвестиции от таких компаний как Shell, E.ON и Schlumberger. Она разрабатывается консорциумом британских инженеров, который получил 1 млн фунтов стерлингов грантовой помощи от правительства.

По некоторым подсчетам, вращающиеся ветротурбины только в США убивают до 328 тыс. птиц ежегодно, и крупные птицы, такие как стервятники и орлы, считаются особенно уязвимыми. Поэтому Национальный центр ветровых технологий США работает над системой обнаружения таких птиц, когда они приближаются к ветроэлектростанциям, чтобы операторы успели останавливать вращение лопастей. Для тестирования этой системы вблизи турбин выпускались орлы, оборудованные системой слежения GPS, на турбинах же были установлены радиолокационные или стереоскопические детекторы (камерами). По данным компании Wind Tech RES, ее система камер может обнаруживать 99% орлов в пределах 2 куб. км от вращающейся турбины, что дает достаточно времени для остановки турбины.

Примером более безопасной для птиц турбины может быть концепт, вдохновленный птичкой колибри, разрабатываемый стартапом Tyer Wind из Туниса. Эти машущие «крыльями» турбины занимают меньше пространства, чем стандартные трехлопастные установки. Также они двигаются при меньших скоростях, что тоже позволяет птицам лучше сориентироваться.

Турбина эта генерирует энергию, когда ее крыльеподобные лопасти двигаются вверх-вниз, но объемы выработки уступают стандартным ветротурбинам. При этом такой дизайн ветроустановки будет очень эффективен на территориях с ограниченными площадями. Проект Tyer финансируется частными инвесторами из Пакистана и Алжира, но полноразмерного прототипа он еще не продемонстрировал.

Ученые из Массачусетского технологического института (MIT) разрабатывают идею плавучей воздушной турбины (Buoyant Airborne Turbine). Установка представляет собой огромный парящий генератор, помещенный внутрь дирижабля. Стартап Altaeros, основанный в MIT, и занимающийся разработкой этой технологии, уже привлек многомиллионные инвестиции от SoftBank и Mitsubishi Heavy Industries. Также компании уже удалось продемонстрировать несколько прототипов, которые могли достигать высот в 600 м. Сгенерированное электричество, по задумке, поступает в систему аккумулирования энергии, или прямо в сеть. Помимо генерации электроэнергии, такие дирижабли могут совмещать в себе функцию беспроводной передачи данных, или обеспечения интернет- или мобильной связи.

В будущем беспилотники смогут доставлять энергию, так же просто, как и пиццу. Швейцарский стартап TwingTec разрабатывает дрон, который в прямом вертикальном положении стремительно поднимается вверх и в процессе генерирует энергию. Беспилотник полностью автоматизирован - запускается и летает без оператора - и помещен в удобный компактный переносной контейнер. Таким образом, он с легкостью может быть доставлен в отдаленные районы или территории пострадавшие от стихийных бедствий, например. Инвесторами в данную технологию выступили швейцарский банк Zürcher Kantonalbank и немецкая компания Festo.

В 1965 году на Феррибриджской ТЭС в Йоркшире рухнули три градирни из-за сильных ветров, создавших мощный вихрь. Теперь же испанский стартап Vortex использует тот же эффект, чтобы генерировать электроэнергию с помощью башен, но без лопастей. Технология находится еще на ранних стадиях развития, но в стартапе уже утверждают, что электроэнергия, вырабатываемая его колеблющимися башнями из углеродного волокна, в один прекрасный день будет на 40% дешевле, чем та, которую генерируют традиционные лопастные турбины. Потому что их башням нужно меньше материала для производства. Кроме того, теоретически, эта технология ветровой генерации в разы тише, существующих лопастных турбины, а также безопаснее для птиц.