Вітряки. Екологічно-енергетичне майбутнє Європи

Вітряки. Екологічно-енергетичне майбутнє Європи

Мало хто знає, але вітер використовується для отримання електроенергії вже більше століття. Разом з початком широкого поширення електрики висувалися різні варіанти його отримання. У Старому світі перша вітроелектростанція (ВЕС) заробила в 1900 р А протягом наступних сорока років кількість вітряних установок в усьому світі перевалила за мільйон.

Мало хто знає, але вітер використовується для отримання електроенергії вже більше століття. Разом з початком широкого поширення електрики висувалися різні варіанти його отримання. Ідея використовувати для цих цілей вітер належить Чарльзу Брашов, який вважається одним із засновників електроенергетики в США.

Ще в 1888 році Браш зібрав експериментальний зразок вітрової турбіни з автоматичним управлінням, яка виробляла електрику. Розміри її були величезні - ротор в діаметрі досягав 17 метрів і був зібраний з 144 кедрових лопатей, проте потужність залишала бажати кращого - всього 13 кВт. Прослужила ця вітряна електростанція близько 20 років, протягом яких використовувалася для зарядки акумуляторів. Чарльз Браш, будучи талановитим винахідником, зробив багато для розвитку енергетичної галузі. Наприклад, він удосконалив конструкцію дугового лампи, здешевив її вартість, і тим самим зробив її доступною для широкого кола споживачів. Після злиття фірми «Браш Електрик» з компанією «Едісон Дженерал Електрик», яке відбулося в 1892 р, з'явилася знаменита корпорація «Дженерал Електрик».

У Старому світі перша вітроелектростанція (ВЕС) заробила в 1900 р А протягом наступних сорока років кількість вітряних установок в усьому світі перевалила за мільйон, але потужності цих генераторів, знову ж таки, були невеликими. У Радянському союзі в передвоєнний період також існували глобальні плани з освоєння вітряної енергії, і багато проектів були здійснені. У 1937 році на Кримському півострові була введена в експлуатацію Балаклавська вітроелектростанція, що стала найбільшою в світі. Важила установка більше 50 тонн, ротор мав 30-метровий діаметр, а максимальна вихідна потужність сягала 100 кіловат. Спроектував її талановитий український інженер Ю.Кондратюк, який також став автором іншого, ще більш амбітного проекту: гігантської ВЕС, яка повинна була мати потужність 120 000 кіловат, висоту більше 160 метрів і два ротори діаметром в 80 метрів. Побудувати цю споруду планувалося також в Криму, але через війну будівництво довелося призупинити на початковому етапі - готовий був тільки фундамент. До речі, інженерні рішення з цього проекту згодом були використані при конструюванні Останкінської вежі.

Перший світова енергетична криза, що трапився в 70-х роках, коли ціна на нафту підскочила в 4 рази, підштовхнув розвинуті країни до більш детального вивчення енергії вітру. Пізніше ця технологія викликала все більший інтерес з багатьох причин. По-перше, ВЕС не залежить від поставок палива; по-друге, не приносять шкоди навколишньому середовищу, що особливо актуально стало в останні десятиліття на тлі повсюдної боротьби з екологічними проблемами. На сьогоднішній день вітряні технологи найбільш широко використовуються в Німеччині. На території країни розташовано близько 15 тис. Турбін, які виробляють до 5% загальної електроенергії. На Німеччину припадає 40% світового обсягу електрики, виробленої вітряними електростанціями. Друге місце в списку країн з великим об'ємом виробництва вітряного електрики ділять Сполучені Штати і Іспанія (по 15%). Далі йде Данія, яка має 9%, що порівнянно із загальною часткою інших країн Євросоюзу (11%). Чималих успіхів в галузі домоглася Індія, яка виробляє близько 5% світової вітряної енергії. Звичайно, на тлі того, що населення Індії налічує понад мільярд людей, показник здається не сильно вражаючим, але для країни третього світу подібне впровадження інноваційних технологій є величезним досягненням, тим більше, якщо врахувати, що інші держави разом узяті виробляють тільки 6% вітроенергії.

Вітряні електростанції бувають різних розмірів: і невеликі, що забезпечують енергією одне окремо взяте господарство, і гігантські на тисячі кіловат. Найбільша на даний момент ВЕС знаходиться недалеко від німецького міста Магдебурга. Потужність агрегату досягає 4.5 МВт, ротор складається з трьох лопатей розміром 52х6 метрів, їх сумарна вага перевалює за 60 тонн, висота конструкції - більше 120 метрів.

Але незабаром рекорд поб'ють - проектуються вітряки, ротори яких матимуть розміри в 130 метрів. Недалеко від ірландського узбережжя, у відкритому морі, зводиться найбільша в світі ВЕС, планована потужність якої - 520 МВт. За оцінками міністерства енергетики Ірландії комплекс буде виробляти до 10% необхідного країні електрики. Фахівці стверджують, що на сьогоднішній день ціна споруди ВЕС на 1мВт порівнянна з вартістю АЕС тієї ж потужності і становить близько 1 млн. Доларів. Дешевше коштують тільки газові електростанції - близько 700 тис. Доларів. Але експлуатація останніх буде обходитися набагато дорожче, так як газ коштує грошей, вітряки ж в паливі не потребують. Крім того, відпадає проблема утилізації відпрацьованого сировини. В останні десятиліття ціна електроенергії, отриманої за допомогою вітру, практично зрівнялася в ціні з електрикою, який видобувається за традиційними технологіями. У Данії, згаданої вище, власниками більшості вітряних агрегатів є не держава, і не енергетичні компанії. Вітряні електростанції - народні. У країні діє велика кількість кооперативів, члени яких спільно володіють однією вітроустановкою. У подібних спільнотах перебуває близько 100 тис. Сімей, саме їм належить близько 80% вітроелектричної індустрії Данії. Насправді це дуже вигідно - якщо 60 сімей скинуться на одну установку, то вже через пару років вона окупиться і почне приносити прибуток.

Але вітроелектростанції мають і свої мінуси. Найбільш очевидний недолік - для спорудження ВЕС великої потужності необхідно виділити величезну територію. Хоча з цією проблемою намагаються боротися. Кмітливі німці, наприклад, запропонували встановлювати вітряки на опорах ліній електропередач. Також з суші їх виносять на воду, хоча обслуговування там складніше і дорожче. По-друге, останнім часом все частіше піднімається питання про те, чи дійсно вітряні установки настільки нешкідливі для навколишнього середовища, як прийнято вважати. Справа в тому, що при обертанні лопатей створюється ультразвук, дію якого на людський організм не цілком вивчено. Тому небажана споруда ВЕС поблизу міст та інших місць з великим скупченням людей. По-третє, вітряки становлять значну загрозу для птахів: пернаті часто потрапляють в лопаті і гинуть, що завжди обурювало різні екологічні організації. По-четверте, є можливість того, що з часом вітряні установки будуть сильно псувати краєвид. А це також може викликати протести. У наші дні, коли ВЕС ще не так сильно поширені, вони приваблюють натовпи туристів і приводять у захват своєю міццю і красою. Але якщо віддати під будівництво вітряків величезні території, то можлива негативна реакція населення.

Проте, в Західній Європі освоєння вітроенергетичних технологій набирає обертів. З кожним роком все більше країн зводять ВЕС, вкладаючи величезні кошти в розвиток галузі.

Іспанія. Згідно з постановою уряду, основним регіоном розвитку вітроенергетики в країні стане іспанське узбережжя - уздовж берега виникне ціла мережа вітряних установок. Всі вони будуть встановлені в океані, раніше іспанці ніколи не будували ВЕС на воді.

Іспанія займає лідируючі позиції в світі по виробництву вітроенергії. За даними на 2006 рік, вітряки тут виробляють близько 1700 МВт електрики на місяць. Іспанське узбережжя має довжину понад 4000 км. Деякі фахівці і екологи стверджують, що таке масове будівництво вітряних електрогенераторів поблизу берега завдасть шкоди рибальству і ландшафту. Але уряд своїх планів міняти не збирається. Міністерство енергетики, що займається проект запевнило, що зведення ВЕС буде проводитися з дозволу і під строгим контролем природоохоронних організацій.
Іспанія, а також Данія і Німеччина є лідерами Євросоюзу за обсягами електроенергії, виробленої вітряними електростанціями. Іспанська програма розвитку електроенергетики передбачає триразове збільшення обсягів вітряного електрики до 2020 року.

У Технологічному інституті Массачусетса розробили проект, який дозволить встановлювати вітряки за десятки кілометрів від берегової лінії. Підставою для турбін будуть служити спеціальні плавучі платформи, на зразок тих, на яких розміщуються нафтові і газові вишки. Ці платформи закріплені на місці за допомогою складної якірної системи, розташованої на морському дні. Кріпильні пристосування сконструйовані таким чином, що платформа, діаметр якої більше 30 метрів, розгойдується тільки в горизонтальній площині, вертикальної хитавиці вона не схильна до. Максимальне відхилення платформи, навіть під час самого сильного шторму, становить не більше двох метрів, так що хвилі ніяк не зможуть дістати до електрогенераторів.

Нідерланди. Перший в Голландії комплекс вітряних установок, розташованих на море, був запущений навесні 2007 року. Він включає в себе 36 генераторів, які знаходяться в 10-20 км від берегової лінії. Площа комплексв перевищує 30 квадратних кілометрів. Основним споживачем виробленої енергії є найближче місто Ехмонд-аан-Зеє, всього вітряним електрику забезпечуються близько 100 тис. Будинків. Проект обійшовся голландському уряду в € 200 млн. У рамках проекту створено спеціальні групи дослідників, які ведуть моніторинг стану акваторії навколо вітряків. Завдяки отриманій у ході спостережень інформації вчені намагаються з'ясувати, як саме установки впливають на навколишнє середовище. Дослідники забезпечені найсучаснішим обладнанням для спостереження за морськими тваринами. В районі комплексу заборонений риболовецький промисел: за поведінкою риби також ведеться ретельне спостереження.

Великобританія. Зараз британський уряд реалізує безпрецедентну програму з розвитку вітроенергетики в країні. Проект передбачає повний перехід до 2020 року з гідроелектростанцій на ВЕС. Знову ж для втілення всіх планів необхідні великі грошові вкладення.

За заявою глави Асоціації вітряної енергетики Британії до кінця 2010 року 20% населення, а це більше 12 млн. Чоловік, буде використовувати електрику, що виробляється вітряками. Для забезпечення максимально збільшити рентабельність генераторів їх, як і в Іспанії, було вирішено будувати на морському узбережжі. Крім того, було отримано дозвіл на будівництво установок в акваторії. Ці вітротурбіни будуть забезпечувати країну 5% необхідного обсягу електроенергії. Британські вчені підрахували, що використання вітряної енергії стає вигідним, якщо ВЕС виробляють п'яту частину електрики, використовуваного країною. Якщо британці і далі будуть приділяти стільки уваги вітряним технологіям, то через п'ять-шість років вітроелектростанції будуть приносити непоганий дохід.

Франція. Французька корпорація Areva, що виробляє обладнання для атомних електростанцій, купила німецьку Repower of Germany - найбільшого в Німеччині виробника вітряних установок. Сума угоди склала $ 1 млрд. Тепер у французького концерну, який має свої заводи по всьому світу, є всі шанси стати лідером з виробництва вітроелектрогенератор.

Автор Андрій Гецевіч

Мітки: інженерні споруди