Ветрогенераторы нового поколения

Издалека, не каждый сможет сразу распознать в этом сооружении ветрогенератор, поскольку необычная форма и медленное вращение не напоминает обычные ветрогенераторы. Вблизи, конечно же, видно неторопливое движение лопастей, но самое интересное останется скрытым даже вблизи. Эти гигантские ветровые турбины должны вращаться без трения в опорах.

Ветровая энергетика может получить хороший толчок в развитии от этой огромной ветровой турбины с вертикальной осью Maglev Turbine с максимальной мощностью в 1 ГигаВатт. Эту турбину собирается серийно производить компания Maglev Wind Turbine Technologies (MWTT) расположеная в Аризоне.

Эта супер турбина одна, по расчетам, должна вырабатывать и поставлять в электросеть до 8,75 тераватт-часов энергии в год, что равно энергии содержащейся в 5,5 миллионах баррелей нефти.

Экзотическая модель ветровой турбины будет размером с высотное здание, но этот размер выглядит небольшим по сравнению с количеством вырабатываемой энергии. Одной турбины Maglev будет достаточно для электроснабжения 750 тысяч домов, а занимает она будет площадь всего 40 гектаров(вместе с зоной отчуждения). Если провести сравнение с обычными
ветрогенераторами, то 1 тысяча традиционных ветровых генераторов могут запитать 500 тысяч домов, занимая при этом территорию в 26 тысяч гектаров.

Разработчики говорят, что кроме остальных “прелестей”, на вершине башни будут расположены вертолётная площадка, кран для грузов и метеорологическая станция.

Придумал эту турбину 60-летний изобретатель Эд Мазур (Ed Mazur), основатель компании MWTT, которая объявила об официальном старте работы 15 июня 2007 года.

Эд Мазур занимался много лет альтернативными источниками энергии, и в 2004 году решил, что для коммерческого и действительно массового производства электроэнергии на ветровых фермах им не хватает самой малости – многократного роста КПД. И придумал Maglev Turbine.

Годы ушли на научные изыскания, проектирование и прочие подготовительные вещи. И хотя турбина остаётся только рисунком, автор уверен – вскоре её можно будет построить в металле.

Все турбины с горизонтальной осью используют меньше 1% полной энергии ветра, утверждает изобретатель. С турбинами на вертикальной оси дело обстоит лучше, но и тут идеального решения, мол, не найдено.

Автор решил, основой роста эффективности турбины станет “полный захват” ветра и отсутствие трения в частях машины.

В проекте видно что Maglev Turbine как бы “плавает” на магнитной подушке, а в роли генератора применён линейный синхронный двигатель. Эта технология сходна с технологией поездов на магнитной подвеске и устраняет всё трение (трение о воздух конечно никуда не девается), получая энергию от ветра максимально. Никаких редукторов, никаких
традиционных подшипников и валов здесь нет. Есть только левитирующий ротор и статор, связанные магнитными полями.

Частокол лопастей Maglev Turbine захватывают весь ветровой поток и по оценке компании, её турбина будет генерировать  электричество по цене меньше одного цента за киловатт-час. Чем-то это напоминает проект Wind Turbine Observation Tower, только размах новинки несопоставимо больший.

По словам Эда Мазура, эта новая турбина будет использовать почти всю энергию воздушного потока. В этом отношении ветротурбина больше похожа на парусную оснастку судна, чем на обычные лопасти традиционного ветряка.

Помимо этих “плюсов”, строительство Maglev Turbine обойдётся на 50-75% дешевле, чем возведение ветровой фермы классического типа равной мощности и займёт гораздо меньше времени. Главные компоненты новой установки находятся на уровне земли, так что их проще обслуживать. И что очень важно, новая турбина (в теории) нормально работает как при крайне слабом ветре, так и при очень сильном (свыше 40 метров в секунду).

Базовая структура такой станции рассчитана на работу в течение 500 лет, магнитная подвеска и генератор — 100 лет, а лопасти ветротурбины — 50 лет, заявляет компания. Эти параметры в лучшую сторону отличаются от долговечности обычной ветровой станции.

Компания не публикует практически никаких деталей конструкции, что можно воспринимать как банальное отсутствие проработанного проекта, так и нежелание выдавать секреты раньше постройки опытного образца.

Большинство ветровых ферм состоит из набора ветряков мощностью от 20 киловатт до 2 мегаватт, установленных на башнях высотой от 10 до 60 метров. Главными недостатками таких ферм авторы новинки считают, помимо огромной занимаемой территории, необходимость в остановке работы в случае слишком сильного ветра, энергия которого пропадает понапрасну, и дороговизну обслуживания и серьёзного ремонта. Многие фермы просто эксплуатируют гигантские ветряки энное количество лет до их отказа и на этом заканчивают работу, поскольку капитальный ремонт
слишком дорог и не может быть оправдан выработанным после починки электричеством.

Кстати, первенство в применении магнитной подвески для ветровой турбины принадлежит китайцам, что признаёт и Мазур. Однако американский новатор отмечает, что первым предложил использовать магнитную левитацию для вертикальной турбины столь колоссальных размеров.

Что замечательно, так это то, что Мазур предлагает, в основном, не возводить свои турбины на новом месте, а переделывать под новую технологию старые ветровые фермы, которые уже отработали свой ресурс. Выгодно ли это?

Мазур считает, что выгода есть. Ведь, кроме турбин-генераторов, этой ветроферме нужна инфраструктура: подведённая к участку электрическая сеть, например, дороги для обслуживания, трансформаторные подстанции и тому подобное. К тому же, существующие фермы стоят в более-менее удачных местах, в плане средней скорости ветра, поэтому рациональнее использовать на этих местах уже отработаные технологии.

Можно долго спорить, будет ли гигантская турбина украшением пейзажа, но хорошо то, что она в одиночку должна заменить тысячу обычных генераторов, против установки которых часто возражают местные жители.

Таким образом, одна огромная Maglev Turbine сможет не только поставлять энергию местным населённым пунктам и продавать излишки в национальную сеть, но поспособствует делу экологии, поскольку вернёт в земельный оборот огромные территории, ранее занимаемые “лесами” классических ветряков.

Компания намерена открыть научные и образовательные центры близ своих турбин, чтобы пропагандировать выгоды “чистой” электрической энергии. Она полагает, что колоссальный рост КПД ветряка должен заставить мир пересмотреть  роль ветровой энергетики. 25% всей энергии к 2020 году должны вырабатываться на ветровых станциях типа Maglev Turbine: такова мечта компании, над реализацией которой она будет теперь работать с удвоенной силой.

Даже если Мазур преувеличил раз в десять – рост возможностей ветровых ферм нового типа, в сравнении с предшественниками, должен оказаться заметным для энергетики. А ещё автор магнитного ветряка считает, что
наблюдающиеся изменения в земном климате на руку ветровым станциям. Как пишет его компания, по прогнозу учёных, в следующие 20 лет мы увидим заметное увеличение средних скоростей ветра во многих частях света.

Поскольку магнитному ротору ураганный ветер не страшен, он сможет в полной мере извлечь выгоду из разгула воздушной стихии.