Ветряные электростанции

В РОССИИ ОТКРЫЛИ — В АМЕРИКЕ ОЦЕНИЛИ. Курск — родина «зелёной» энергетики

85 лет назад в СССР построили первую в мире ветряную электростанцию с инерционным аккумулятором. Сегодня «ветряная» энергетика — уже не баловство, она составляет серьёзный процент в энергобалансе целых стран от Дании до Никарагуа, от США до Китая и Египта. Но Россия тут, увы, не в числе лидеров, что особенно обидно.
Ветряные мельницы, производящие электричество, были изобретены в XIX веке в Дании. Там в 1890 году была построена первая ветроэлектростанция, а к 1908 году насчитывалось уже 72 станции мощностью от 5 до 25 кВт. Крупнейшие из них имели высоту башни 24 метра и четырёхлопастные роторы диаметром 23 метра.

Но лишь «ветроэлектростанция Уфимцева», построенная в 1931 году в Курске изобретателем Анатолием Уфимцевым, стала первой в мире ветроэлектрической станцией с инерционным аккумулятором и первой в России ветряной электростанцией. Она частично сохранилась по сей день, хотя часть лопастей растащена вандалами на металлолом.

Ветроэлектростанция строилась большей частью на средства самого изобретателя, небольшую сумму предоставили ЦАГИ (Центральный Аэрогидродинамический Институт) и писатель Максим Горький. Она могла бы быть открыта и раньше: ещё в 1918 году Уфимцев писал письма председателю Совнаркома Владимиру Ленину, в которых пытался доказать перспективность «небесных шахт», как он именовал ветроэлектростанции.

На родине труды Уфимцева оценили слабо — сегодня в лидерах ветряной энергетики совсем другие страны.
Cтраны Доля ветряной энергетики
Дания (2015 год) 42,1%
Португалия (2015 год) 27%
Никарагуа (2015 год) 21%
Испания (2015 год) 20%
Ирландия (2015 год) 19%
Великобритания (2014 год) 9,3%
Германия (2015 год) 8%
ЕС в целом (2015 год) 7,5%
США (2013 год) 4,5%

Завораживающее зрелище открывается на подъезде к небольшому курортному городку Палм Спрингс, что расположен в паре часов езды от Лос-Анджелеса. Слева и справа от шоссе, все пространство пустыни до горизонта заполняют тысячи гигантских ветряных мельниц, неспешно вращающих своими футуристическими лопастями. Давно хотелось узнать, почему именно в этом месте сосредоточено три с половиной тысячи ветряков? Сколько энергии они вырабатывают? Почему некоторые из них крутятся, а некоторые рядом остановились? Что будет если ветер изменит направление? Недавно представился случай попасть на территорию этой ветряной мегаэлектростанции, где нам все подробно рассказали.

Почему именно здесь? Многочисленные ветряки расположились в довольно уникальном месте — это большой горный перевал под названием Перевал Святого Горгония (San Gorgonio Pass). Сама электростанция так и называется San Gorgonio Pass Wind Farm. Перевал образовался благодаря знаменитому разлому Сан-Андреас, и по нему проходит фривей № 10, соединяющий Лос-Анджелес и штат Аризона.
По обеим сторонам перевала, возвышаются горы высотой почти в 3 километра. Благодаря специфическим природным условиям в этой естественной трубе практически постоянно дует сильный ветер, что делает это место идеальным для размещения крупной ветряной электростанции. Это одно из самых ветреных мест в Калифорнии.
Всего в этой местности сосредоточено 3200 ветрогенераторов. Суммарная мощность станции 615 МВт, что примерно сопоставимо с мощностью привычных нам Тепловых Электростанций (ТЭС). Оказалось, что ветрогенераторы сейчас очень быстро совершенствуются и их мощность постоянно растет. Поэтому значение имеет не только количество ветряков, но и мощность каждого из них. Станция San Gorgonio Pass Wind Farm возникла еще в конце 70-х годов, и многие генераторы здесь уже довольно старые, а потому несмотря на их большое количество, станция является лишь третьей по мощности в Калифорнии.

Для сравнения, на самой мощной Калифорнийской ветряной станции Alta Wind Energy Center работает в пять с половиной раз меньше генераторов, «всего» 600 штук, но ее мощность гораздо выше, 1600 МВт, а это уже сопоставимо c крупными гидроэлектростанциями. Так например, крупнейшая гидроэлектростанция Европы — Волжская ГЭС — имеет мощность 2600 МВт, а знаменитая американская Плотина Гувера 2060 МВт. Но еще интереснее оказалось то, что крупнейшая ветроэлектростанция (ВЭС) мира — Ганьсу на данный момент находится в Китае. ВЭС Ганьсу уже сегодня имеет мощность в 8000 МВт (!), что равно по мощности крупнейшей атомной станции существующей на данный момент на планете (расположена в Японии). При этом китайская ветроэлектростанция Ганьсу еще только строится, и через 5 лет должна достигнуть мощности более 20 000 МВт. Звучит невероятно, но это сделает ее второй по мощности электростанцией мира, среди всех типов станций, которые вообще бывают.

Ветроэнергетика во многих странах мира уже давно не считается «альтернативной», а перешла в разряд основной. Ярким примером может служить Дания, где энергия ветра покрывает уже 40% всех энергонужд страны. Энергетические планы Датчан просто потрясают: производить от ветра 50% всей энергии уже к 2020 году, и 85% к 2035-му. В 2050 году Дания должна покрывать свои потребности в электроэнергии с помощью ветра. То есть 100% всех нужд страны.

Но не только Дания, но и другие страны сделали ставку на ветроэнергетику. Уже сегодня 23% всей электроэнергии Португалии, 27% в Испании, 20% в Ирландии, 12% Великобритании, 11% в Германии покрывается за счет ветра.

Крупнейшими производителями энергии от ветра сегодня являются Китай и США. Поднебесная развивает альтернативную энергетику запредельными темпами. Интересно, что общая установленная мощность всех электростанций Китая в 2015 году достигла 1359 ГВт. Из которых: ГЭС — 268 ГВт, тепловых электростанции — 935,01 ГВт, ядерная энергетика — 22,14 ГВт. Мощность ветряных электростанций достигла 115 ГВт, увеличившись сразу на четверть за 2014 год (источник).

Эти цифры поражают! Только от ветра Китай вырабатывает 115 ГВт электроэнергии, и мощность от ветра увеличивается на четверть в год. К 2020 году Китай планирует ввести еще около 100 ГВт от ветра, суммарно производя 220-230 ГВт электроэнергии от ветра. Для сравнения, вся электроэнергетика России вместе взятая сегодня вырабатывает 232 ГВт (Источники: здесь и тут).

Получается, что при сохранении темпов роста, всего через 4-5 лет Китай только от ветра будет получать электричества столько же или даже больше, чем могут выработать все электростанции России? Да да, больше чем тепловые+гидро+атомные вместе взятые. Как такое вообще возможно? Верится в это с трудом. При этом интересно, что даже статьи «Ветроэнергетика в России» на русском языке в Wikipedia сегодня не существует (хотя небольшая статья на английском и японском имеется: https://en.wikipedia.org/wiki/Wind_power_in_Russia).

Что касается США, то на данный момент, мощности ветроэнергетики здесь составляют окoло 70 ГВт, и также растут в среднем на четверть в год. Это много, очень много. По плану федерального правительства через 15 лет не менее 20% всей энергии в США должно вырабатываться именно от ветра (Источник). Аналогичные программы существуют и для солнечной энергетики. Но вернемся в Калифорнию, на станцию San Gorgonio Pass Wind Farm. Около входа есть небольшой музей, где можно посмотреть на устаревшие модели ветряков.

Размах лопастей также постоянно растет... Видна разница между старыми и новыми установками. Изменилось все, включая башню. Старые ветряки дорабатывают свой ресурс...

Другой особенностью современных установок является автоматическая поворотная башня. Другими словами эта установка самостоятельно определяет направление ветра и поворачивается в его сторону, сохраняя эффективность. Все это происходит без участия человека, в автоматическом режиме...

Более современным решением является создание гибридных Солнечно-ветряных станций. Так как современные установки значительно увеличились в размерах и теперь расстояние между ними довольно большое, появилась возможность устанавливать прямо под ветряками панели солнечных батарей. Говорят, что именно за такими гибридными решениями будущее энергетики.

Третьей составляющей является совершенствование хранилищ для электроэнергии, чтобы станция могла запасать электричество на случай спада силы ветра или наступления ночи (в случае солнечных батарей)...
http://californista.livejournal.com/24060.html
•2016, ФЕВРАЛЬ 4,