Дрейфующие в воздухе - ветрогенераторы - альтернатива наз...

В Канаде осенью 2009г. будет запущено серийное производство дрейфующих в небе ветрогенераторов. Такие установки называются MARS (Magenn Air Rotor System), мощность каждой составит 100 кВт.

Дрейфующие в воздухе ветрогенераторы по сути своей те же аэростаты, только изготовлены они с целью преобразования энергии ветра в электричество.

Пока дрейфующие установки способны только на микрогенерацию, но в дальнейшем, с развитием технологии, они смогут конкурировать с известными на рынке моделями ветряков. 

У дрейфующих ветрогенераторов есть несколько преимуществ перед обычными ветряными турбинами:

• упрощенная развертка (то есть установка) системы;
• снижение издержек на развертку;
• мобильность и гибкость: есть возможность переносить систему;
• улучшение эксплуатационных характеристик.

Главное достоинство системы MARS заключается в отсутствии любых природных и физических ограничений по размещению системы.

Береговые линии или оффшорные территории отныне не являются единственными источниками высокой и постоянной скорости ветра.

Способность системы использовать ветра на высоте 300 м над уровнем земли дает возможность быть ближе к основной электросетевой энергоинфраструктуре.

Технические особенности ветрогенератора связаны с материалами, используемыми при его создании.

Оболочка баллона и троса ветрогенератора MARS сделана из материала Vectran.  Этот  материал использует агентство NASA при обшивке космических шаттлов.

Vectran прочнее и легче стали, износоустойчивый и влагостойкий. На него не влияет ультрафиолетовое излучение, он пожаробезопасный.

В ветродвигателе предусмотрен внутренний пузырь - ballonet, для поддержания давления.

Таким образом решаются проблемы, связанные с трехсотметровым троссом и его сильным натяжением.

Создателей MARS консультировали инженеры, создавшие привязные беспилотные  аэростаты (действуют на высоте 4,5 тыс. м), которые использует департамент обороны США для отслеживания и поимки наркоторговцев из стран карибского бассейна, пытающихся проникнуть в Калифорнию.

MARS - ветродвигатель, который легче воздуха. Он вращается относительно своей горизонтальной оси под действием ветра и производит электроэнергию.

Электроэнергия передается вниз по трехсотметровому тросу для немедленного использования или для резервирования в батареях для последующего потребления.

Держаться в воздухе ветрогенератору MARS помогает жидкий гелий.

MARS захватывает потоки ветра, доступные на высоте от 180 до 300 м, а также низкие ночные струйные потоки, которые существуют практически во всем мире.

Поворотная функция (ротация) MARS'а производит так называемый "магнус эффект", который обеспечивает дополнительный подъем системы, стабилизирует и фиксирует ее положение в определенной точке координат воздушного пространства.

Такой контроль системы в воздухе согласуется с правилами Федерального управления гражданской авиации и основополагающими правилами воздушного трафика Канады (MARS разработан в Канаде).

Система дрейфующего ветрогенератора MARS практически бесшумна  благодаря используемым материалам, конструкции и удаленности от земли.

Дрейфующие ветряки совершенно безопасны для птиц и летучих мышей.

Применение MARS приводит к существенному снижению каких-либо вредных выбросов в атмосферу.

Простая конструкция ветряков позволяет снизить обработку, транспортировку и расходы на изготовление ветрогенераторной системы.

Существует ряд ограничений для массового применения дрейфующих ветряков:

• система запрещена к использованию в контролируемом воздушном пространстве или в пределах 5 км от любого аэропорта;
• практически во всем мире потребуется разработка специальной системы оповещения пилотов о наличии MARS в воздухе;
• необходима система предупреждающих сигнальных огней;
• ветрогенератор должен быть оснащен специальными устройствами, позволяющими в черезвычайной ситуации быстро и плавно опускать баллон на землю;
• баллон должен быть оснащен специальным радио-маяком на случай отрыва от кабеля и свободного перемещения по небу;
• баллон должен быть покрыт специальной светоотражающей краской, которая  не будет создавать эхо, оповещающее ближайшие локаторы о наличии несанкционированных объектов в воздушном пространстве.

Предполагется, что дрейфующие мини-станции будут пользоваться спросом в развивающихся странах, где энергетическая инфраструктура ограничена или отсутствует.

Микрогенерация будет актуальна на изолированных островах, особенно при комбинированном использовании с дизельным генератором.

Также дрейфующие станции пригодны для обеспечения энергией  фермерских хозяйств, фабрик и поселений общин в отдаленных районах.

Ветряки пригодны для питания геологоразведовательных станций.

В целом, их можно использовать в качестве резервных мощностей в любых отраслях.

Например, на нефтяных вышках в море, в качестве электростанции быстрого развертывания в районах стихийных бедствий, для электроснабжения медицинского оборудования во время  чрезвычайных происшествий, для снабжения водяных насосов.

Также дрейфующие ветряки можно использовать в качестве развертывания альтернативного ветропарка.

MARS - это мобильная энергосистема, она может быть оперативно развернута без каких-либо башен, кранов и других вспомогательных устройств.

Энергетическую установку MARS можно дополнить дизельным генератором. Такое комбинирование способно обеспечить мощность ниже $0.20 цента за кВт ч. (расчет актуален для Канады).

Ценообразование кВт для дрейфующих ветряков можно сравнить с затратами на расход топлива дизельных станций, который составляет от $0,50 центов до $0.99 центов за кВт  ч (здесь заложен высокий расход топлива и затраты на его транспортировку в удаленные районы).

В отличие от классических горизонтальных ветряков, MARS является закрытой установкой циллиндрической формы, которая  спроектирована так, что легко работает на высоких и низких скоростях ветра. 

Закрытая структура ветряка позволяет использовать различные габариты роторов от очень маленьких, до чень больших. Это один из основополагающих моментов ценообразования системы.

Отличительные преимущества системы заключаются в следующем:

• дрейфующая система дешевле, с точки зрения себестоимости единицы электрической энергии, чем другие ветроэнергетические системы;
• эффективность при передаче электроэнергии вниз по проводу составляет от 25 до 60%. Это дает возможность сократить расходы на каждый выработанный ватт более чем в 2 раза;
• ветряки могут быть ближе к непосредственному потребителю: это снижает расходы на строительство ЛЭП;
• роторы дрейфующих ветряков эффективны при скоростях ветра от 2 м / сек вплоть до 28 м / сек., и более;
• ветряки могут быть подняты на большие высоты, где всегда дуют интенсивные ветра. Сейчас ветряки можно расположить на высоте от 120 до 300 м;
• дрейфующие ветряки мобильны и могут быть легко перенесены в новые места, соответствоено меняющимся ветрам. Мобильность также полезна при развертывании в чрезвычайной ситуации.

Таким образом, есть основания полагать, что ветряки MARS могут быть рентабельными установками.

Единственным производителем дрейфующих ветрогенераторов является канадская компания Magenn

www.magenn.com/technology.php

Копирайтер: Прохорова Оксана