Добыча электроэнергии с помощью «летающих электростанций

04.07.2021

Силы природы намного превосходят те мощности, которыми обладает человечество. Вулканические извержения, сила ветра, тепло солнечного излучения, приливы и отливы, молнии — все эти факторы сосредотачивают в себе колоссальную мощь, разлитую вокруг нас. В этой же статье мы попытаемся рассказать о нестандартных ветрогенераторах, которые для использования силы ветра — в буквальном смысле парят в воздухе!

Неслучайно, в течение многих веков, человечество использовало силы природы себе во благо, особенно в те периоды, когда оно ещё не обладало мощью механизмов и двигателей.

Особенно это применимо к силе ветра, той невидимый природный мощи, которая окружает всех нас. Сила ветра с давних времен использовалась человечеством как для приготовления пищи (например, для размалывания зерен в муку, мельницами), так и для передвижения, — когда моря бороздили сотнями веков парусные суда.

Несмотря на то, что современное время дает человечеству новые возможности по добыче энергии иными способами, в том числе самыми высокотехнологичными, среди которых можно назвать ядерную энергетику, человечество каждый раз с надеждой посматривает на ту природную мощь, которая до сих пор остается по большей мере незадействованный, — силу ветра.

Именно поэтому предпринимаются все новые и новые попытки по освоению этого неисчерпаемого океана, для чего применяются разнообразные ветрогенераторы.

Компании создают различные технологии и подходы к проектированию генераторов, что позволяет создавать генераторы как быстроходные, так и работающие на малых оборотах, но тем не менее, — обладающие высокой эффективностью. Первый тип генераторов используется в случае, если он планируется к установке в местности, обладающей быстрыми и мощными ветрами; второй тип предназначен для освоения медленных источников энергии, — например, горных полноводных рек.

Возвращаясь к энергии ветра, можно сказать, что основной проблемой данных генераторов является то, что ветер у земной поверхности является весьма нестабильной субстанцией. Он постоянно меняет свою силу и направление. Из-за этого, генераторы, установленные у земной поверхности, не могут достичь стабильной выработки электроэнергии и их мощность постоянно колеблется.

С этим пробуют бороться разнообразными методами, среди которых можно назвать:

установка генераторов на больших открытых пространствах, например, недалеко от берега, прямо в море;
подъём генератора на максимально допустимую современными технологиями высоту.
Для этого строят генераторные башни, которые, как правило, устроены по принципу стеблей растений: расширяются к низу и сужаются кверху. Эти конструкции позволяют устанавливать генераторы достаточно высоко над земной поверхностью и являются достаточно прочными, чтобы выдерживать вес, как самого генератора, так и давления ветра. Высота башен современных ветрогенераторных установок может достигать 180 и даже 200 м.

Однако несмотря на все ухищрения, всё равно скорость ветра в приземном слое является плавающей величиной, поэтому ученые ищут разнообразные подходы для стабилизации отдачи от существующих генераторов.

Весьма перспективным в этом направлении является добыча энергией ветра с высот более 200 метров. Хотя, как можно видеть на приложенной картинке ниже, исследование белорусских ученых показывает, что на высоте уже в 160 метров происходит удвоение скорости ветра по сравнению с высотой в 10 метров.

Согласно некоторым исследованиям, скорость ветра на высотах 400 — 500 метров достигает 16–17 м/с летом, что соответствует шторму по шкале Бофорта; зимой же, скорость ветра усиливается до 18–19 м/с, что, по той же самой шкале Бофорта, соответствует сильному шторму.

Согласно исследованиям компании KiteGen, Землю окружают две полосы ветрового потока. Один находится в южном полушарии на широте Патагонии, а другой — в северном полушарии над Европой. Высота потока колеблется от 800 до 10 000 метров, а ширина — от 4 000 до 5 000 км. Средняя мощность ветра составляет около 2 кВт на квадратный метр.

Высотный ветер гораздо более сильный и постоянный, чем ветер на уровне земли, который интенсивен в очень немногих местах и на полной скорости всего около 1700 — 1800 часов в год, что ограничивает годовое производство энергии.

Причём, в отличие от приземных ветров, ветра на данной высоте являются достаточно стабильными и дуют постоянно.

Было бы обидно не попытаться использовать такую мощь, находящуюся прямо над нашими головами!

Именно так и подумала компания Makani которая решила производить электроэнергию с помощью использования воздушных змеев.

Источник: Nano news net