Повелители ветра

Ноу-хау в том, что установка работает даже при слабом ветре, скорость которого не более 3-х метров в секунду. Причем, одного такого ветряка, внешне напоминающего обычный напольный вентилятор, вполне хватит, чтобы обеспечить питанием стандартный набор бытовых электроприборов в загородном домике. Авторы проекта утверждают, что аналогов их малогабаритной установке не существует.

Бесплатный трудяга

Идея получать электричество из воздуха не нова. Ветряные мельницы для производства электроэнергии придумали еще два столетия назад. В США в ХIХ веке работали десятки фабрик по строительству таких мельниц на экспорт в другие страны. В давние времена люди использовали силу ветра для достижения разных целей. История свидетельствует о том, что еще до нашей эры в древнем Китае изобрели ветряную мельницу для помола зерна. Есть сведения о таких же устройствах у персов в 200-м году до нашей эры. А в Европе первое упоминание о ветряке для помола относится к ХII столетию. В ХIV веке Голландия использовала силу ветра для откачивания воды с полей во время потопов. К 1900 году в Дании было приблизительно 2500 ветряных мельниц, которые применяли также и для поднятия механических грузов. Особую роль в истории, но уже не в мирных целях, сыграл скандинавский вариант использования ветра. В IХ веке на легких парусных судах викинги пересекли Северное море. Конец широкому применению энергии ветра пришел с открытием нефтяных месторождений.

Нам тоже надо!

В последнее же время эксперты все чаще говорят об угрозе энергетического коллапса. По мнению одних, он может возникнуть в случае резкого скачка цен на традиционные энергоносители, такие как нефть и уголь. Другие заявляют о скорой исчерпаемости ресурсов. В связи с этим развитые страны активно осваивают нетрадиционные способы получения энергии. Один из самых популярных – с помощью ветра. За последние два года мощность ветроэнергетики возросла, в среднем, на 30 процентов в год. Для сравнения: рост атомной энергетики был менее 1 процента, тогда как увеличения количества электроэнергии за счет сжигания угля не зарегистрировано вовсе. Ветроэлектрические установки (ВЭУ) нашли широкое применение в Германии, США, Голландии, Украине. Все они расположены на площадках со среднегодовой скоростью ветра 5-6 метров в секунду. Для Казахстана это не вполне приемлемый вариант. Большую часть территорий нашей страны занимают зоны с низкой скоростью ветра. А для таких регионов нужны промышленные ветряки малой и средней мощности. Подобные модели еще не созданы. Этот пробел как раз и восполнила группа исследователей технопарка "Алтай".

А два – лучше

Всегда считалось, что коэффициент использования энергии ветра не может превысить 68 процентов. И то – теоретически. На практике существующие модели ветряков используют силу ветра не более чем на 50 процентов. Исходя из таких соображений, создание малогабаритных ветроустановок представлялось вообще нерентабельным. Но конструкторы из Усть-Каменогорска Валерий Петров, Евгения Петрова, Олег Калиниченко и Амангельды Бекбаев из Алматы с этим не согласились. Их действующие модели ВЭУ работают с коэффициентом до 90 процентов!

– Высокий показатель в установках достигается за счет второго ветрового колеса, – поясняет профессор Валерий Петров. – До нас никто не пытался использовать поток энергии, который образуется за первым ветровым колесом. На деле оказалось, что величина этой энергии вполне может обеспечить вращение второго колеса, лопасти которого повернуты в противоположную сторону от лопастей первого. Колеса вращаются в разные стороны и приводят в движение ротор и статор, что обеспечивает высокую относительную скорость. Ветроустановки с одним колесом очень инерционны, и их поворотом трудно управлять. А наша, как видите, не имеет такого недостатка

Профессор с гордостью показывает генератор в действии. Изящные лопасти хрупкой на вид ветроустановки быстро крутятся, мгновенно подстраиваясь под направление ветра. Благодаря этому энергия вырабатывается даже при слабом ветерке. Вес установки составляет всего двадцать килограммов. В комплект также входят аккумулятор для накопления электрической энергии и инвертор – для преобразования постоянного тока в переменный.

В сравнении с таким же по мощности бензогенератором ВЭУ не нуждается в дополнительных затратах – бензине и ремонте. Стоимость 1 кВт электроэнергии, вырабатываемой ветроустановкой, также в разы ниже, чем у бензогенератора. Еще одно преимущество – ВЭУ без ремонта обходится 10 лет и работает круглосуточно, в то время как бензогенератору требуется перерыв на час через каждые пять часов работы и регулярное техобслуживание. Единственное, что надо владельцу ветроустановки – вовремя убрать ее при штормовом ветре.

Всем хорош, да цена кусается

В мастерской технопарка "Алтай" нам показали вторую модель ВЭУ – более габаритную и мощную. Один из создателей установки поясняет, что пользователи ветряка могут получать электрический ток даже в штилевые дни. От обесточивания спасет аккумулятор, благодаря которому пользоваться электричеством можно будет в течение четырех суток. Мини-электростанция окажется незаменимой в труднопроходимой местности, где нет линий электропередач – например, для чабанов, пасечников, пограничников. Кроме того, ветроустановки можно использовать в частных домах, на дачах и даже... для освещения улиц.

Как пояснил Валерий Петров, желающим приобрести установку в первую очередь нужно выяснить ветровые характеристики региона, в котором они собираются ее расположить. Именно от этих показателей будет зависеть конструктивное исполнение ВЭУ.

Сейчас на базе технопарка "Алтай" планируют создать испытательный полигон с метеостанцией и разработать проект будущего производства установок. Оно будет включать сборку, участки наладки и изготовления ветровых колес из композиционных материалов на полимерной основе. Затем по результатам работ начнется серийный выпуск. Правда, стоимость запатентованного изобретения разработчики просчитывали, исходя не из затрат, а из... мировых цен на один кВт. Поэтому цена самой малогабаритной ветроустановки будет колебаться в пределах 300 000 тенге. Дороже того же бензогенератора в три раза! При такой стоимости чудо-техника вряд ли станет достоянием народа.

Что в будущем

В том, что производство наладят, авторы проекта не сомневаются. Работы по созданию ветряков средней и малой мощности финансирует АО "Фонд науки" через управляющую компанию и курирует Управление делами Президента РК. Интерес государства к инновационным разработкам – прямой. На 63-ей сессии Экономической и социальной комиссии для Азии и территории Тихого океана, проходившей в Алматы, представители Казахстана говорили: республика собирается отказаться от традиционных видов получения энергии. Действующие модели изобретения устькаменогорцев – подтверждение тому, что эти намерения – не пустые слова.

Татьяна Непорожняя