Если в древности для полного счастья обычным людям был нужен только хлеб и зрелища, то современное общество волнуют куда более глобальные проблемы. Это предки дышали чистым воздухом, и знать не знали о полезных ископаемых, мы же, истощив ресурсы планеты и испоганив экологию, практически вынуждены искать альтернативные источники энергии. Когда запасы традиционных энергоносителей подходят к концу, а для зарождения новых нужны миллионы лет, приходится искать иные, возобновляемые источники. Поэтому если еще недавно на энергию солнца, воды и ветра смотрели с пренебрежением, сейчас эти отрасли на пике популярности.
Основы понятия
Ветроэнергетика – одна из отраслей энергетики, специализирующаяся на получении энергии от движения воздушных масс, путем преобразования кинетической энергии в другие формы. То есть, это различные способы отъема энергии у ветра с целью получить электричество, тепло или возможность передвигаться.
Вряд ли мальчишки, запускающие примитивного воздушного змея, или древние первооткрыватели на парусных судах задумывались о сути процесса, они просто пользовались энергией ветра, как и мельники, по сути, строившие первые ветрогенераторы. Значительно позже, когда открыли всю прелесть электрической энергии, мы научились добывать ее, в том числе и из воздуха, а вернее, ветра. Ветряные электростанции промышленного масштаба появились уже в 19 веке и продолжили развиваться в двадцатом.
В нашей стране, чтобы претворить в жизнь лозунги о пользе коммунизма в связке с тотальной электрификацией и знаменитейшая «лампочка Ильича» появилась повсеместно, потребовались огромные объемы электричества. Крупные города и объекты можно было запитывать от первых ГЭС, их строительство в глубинке было и затруднительно, и нецелесообразно. Поэтому инженеры поднатужились и разработали электростанции на ветру, которые можно было смастерить прямо в деревне, чтобы осветить несколько сотен дворов без кучи проблем связанных с километровыми линиями передач.
Прогресс не стоял на месте и к середине прошлого века усовершенствовали и выработку электричества из более дешевых (да, окупаемость ветряка из разряда «когда рак на горе свиснет») энергоносителей, и передачу на расстояния. Выручившие когда-то ветряки заменили более современными электростанциями, и отрасль пришла в упадок. Однако прогресс шагал так быстро, что уже к концу столетия запасы угля, газа и нефти уменьшились в таких масштабах, что это заставило нас вновь обратить внимание на ветер, ведь он будет дуть, пока вращается планета.
Достоинства и недостатки отрасли
Самым главным достоинством ветроэнергетики считается ее неограниченность – она просуществует столько же, сколько нас будет обогревать Солнце и защищать атмосфера.
Второе свойство со знаком плюса – экологичность, насколько это возможно. Конечно, характерный шум, сопровождающий работу ветряков, это минус, но зато электростанция не отравляет воздух, а к децибелам можно привыкнуть. Европейцы, заботящиеся об экологичности, останавливают станции на время сезонной миграции птиц. Они даже законом ограничили предельно допустимый уровень ночного шума от установок, мы ограничиваемся тем, что не строим ветряки подальше от жилых зон.
Копилка достоинств пополняется и простотой конструкции – в отличие от остальных электростанций, даже промышленная установка может быть запущена в течение двух недель. Если же речь о бытовой, хватит пары часов не торопясь.
Но без ложки дегтя никак – ветер бесконечен, но «привязан» и к сезону, и к климатической зоне, и от расположения станции, да даже время суток имеет значение. Все эти условия влияют на скорость ветра, а против законов физики не пойдешь: Е = m×v2/2, то есть, максимум энергии только при сильном ветре. В силу этой особенности ветростанции обычно дополнительные источники, да еще и требующие оснащения аккумуляторами чтобы нивелировать перепады.
Что касается потребности ветряных электростанций в больших площадях, то это скорее особенность, а не отрицательное свойство, да и современные прибрежные и шельфовые установки на плодородные земли не претендуют.
Что будет
В силу перечисленных достоинств и с учетом мирового интереса к возобновляемым энергоносителям, который в принципе не может пошатнуться, прогнозы развития ветроэнергетики самые благоприятные. Благодаря современным технологиям установки постоянно совершенствуются, разрабатываются новые модификации, сокращается уровень шума и повышается эффективность. Одно из самых перспективных направлений – шельфовые, за счет постоянных морских ветров, в разработке плавающие и парящие станции. Несмотря на то, что сегодня энергия ветра занимает незначительную часть от всей вырабатываемой в мире, ее доля постоянно растет. Ветряки появляются все в новых странах, а там, где использовались исконно, расширяют свое влияние.
Наша страна не исключение и ветроэнергетика успешно развивается – имеющиеся ресурсы активно используются, постоянно вводятся в строй новые. По прикидкам экспертов, в перспективе, доля энергия ветра в России достигнет трети от всей вырабатываемой.
Ветроэнергетика на бытовом уровне
В силу постоянного роста цен на газ и электричество все большее распространение среди владельцев загородной недвижимости получают автономные энергоносители. Это и компактные гидроэлектростанции, и солнечные батареи и геотермальные тепловые насосы, и конечно, частные ветрогенераторы. Чтобы полностью покрыть потребности коттеджа или подворья обычно комбинируют несколько источников или используют ветряк в качестве резервного. Самый распространенный вариант – ветроустановка и солнечные батареи, среди отопительных систем популярны тепловые насосы, использующие энергию земли. А их потребность в электричестве покрывают как раз ветряки.
Особенно актуальны установки в зонах с повышенной ветровой активностью, простота монтажа и обслуживания, эффективность и экономия на коммунальных счетах явно обеспечили ветрякам стабильную популярность. Поэтому не только в масштабах планеты, но и в частной сфере прогнозируется рост спроса на ветряные электростанции при подключении электричества. Конечно, до полного замещения традиционных энергоносителей еще далеко, но тенденция есть уже сегодня.