Древности

Самым, наверное, древним способом применения энергии ветра является использование паруса как движетеля судов. Парусные суда наблюдались уже 6 тысяч лет назад в Древнем Египте и Китае. Кто и когда решил улавливать энергую ветра парусом доподлинно неизвестно.

Мельница на станине. Голландия.
Мельница на станине. Голландия.

Первую мельницу сконструировали предположительно в Персии примерно в VII в. до н.э. Персы были неглупыми, практичными людьми и отличными земледельцами. Через Грецию ветряные мельницы распространились по Европе.

Первоначально мельница представляла собой пропеллер на козлах, которые поворочавался в сторону ветра. Европейцы существенно усовершенствовали конструкцию. Сначала придумали строить вокруг станины шатер, который вертелся целиком, но такие конструкции были неустойчивы. Чуть позже во Фландрии сделали мельницу, у которой подвижной оставалась только крыша, такие мельницы не переворачивались даже при сильном ветре.

Вопреки распространенному мнению, существенная часть мельниц использовалась не для помола зерна, а в качестве водяных насосов. В городах Европы с XVI века начинают строить водонасосные станции с использованием гидродвигателя с ветряным приводом.

Ветряки использовались как приводы лесопилок, в шерстобитных мастерских, в прессах для отжима масла, для орошения полей.

Экономический бум, который Голландия переживала В XVI веке, отчасти обусловлен  тем, что эта страна была самой энерговооруженной страной в Европе благодаря тысячам ветряных мельниц.

Еще 100 лет назад ветряные мельницы в Нидерландах повсеместно использовались для осушения приморских низменностей, прячущихся от натиска моря за дамбами. С тех пор ветряная мельница является символом Нидерландов.

Голландия. Мельницы.
Голландские мельницы.

В настоящее время ветряные мельницы используются редко - габариты мельниц, а значит их мощность, ограничены "человеческими" размерами, так как подвижную крышу нужно перемещать вручную. Тем не менее в Голландии насчитывается порядка 1000 вполне работоспособных мельниц, они составляют один большой музей, внесенный в список охраняемых памятников культуры ЮНЕСКО.

Мельницы в Ла Манче, Испания

Мельницы в Ла Манчи, Испания, по-видимому Дон Кихот сражался с чем-то подобным...

Современная ветроэнергетика

Наиболее развита ветроэнергетика в Дании. Эта страна одной из первых, с 70х годов прошлого столения, начала целенаправленно развивать ветроэнергетику. Сейчас в Дании установлено более 3000 МВт мощностей ветрогенераторов. В 2008 году ветер закрыл 25% потребности в электроэнергии. За подробностями отсылаю в Ассоциацию ветроэнергетики Дании.

Морская плантация ветряков.
Морская плантация ветряков.

По данным Европейской ассоциации ветроэнергетики суммарная установленная мощность ветровых электростанций в мире в 2008 году сосотвавляла 120 ГВт, безусловными лидерами по установленной  мощности являются СШИ (25 ГВт) и Германия (24 ГВт), за ними следуют Испания (17 ГВт), Индия (12 ГВт) и Китай (10 ГВт), и, с отрывом прочие европейские страны (0.5-4 ГВт). Япония и Австралия имеют порядка 2 ГВт мощностей каждая.

Вклад ветра в энергетику Европы составляет около 3%, США - около 1%. В 2007 году 14,5% всей электроэнергии Германии вырабатывалось ветром, в Португалии, Испании в некоторые дни до 20% энергии получают от ветрогенераторов, 22 марта 2008 года был даже зафиксирован своеобразные рекорд - Испания получила более 40% энергии от своих ветроэлектростанций.

Американские исследования (доклад Национальной академии наук США) показывают, что при правильном подходе ветряки могут обеспечить энергией весь земной шар.

Запасы энергии ветра более чем в сто раз превышают запасы гидроэнергии всех рек планеты.

Наиболее перспективными областями для промышленного использования энергии ветра считаются побережья, в виду наличия постоянных устойчивых ветров. Ветряки устанавливают в прибрежной зоне или на расстоянии 10-12 километров от берега. Есть проекты плавучих ветряков.

В качестве локальных или дополнительных источников энергии ветряки могут быть использованы практически повсеместно, в особенности в сочетании с традиционными генератоами или солнечными батареями.

В России мельницы традиционно использовались для помола зерна и подъма воды.

Сибирские мельницы
Ветряные мельницы в Сибири. Фото Прокудина-Горского, 1912 год. Показан один из примитивных видов мельниц — с вращающися корпусом. Такие мельницы в Европе называли «немецкими» и их не любили, так как ураганы легко опрокидовали их с постаментов.

История ветроэнертегики в России началась по-видимому в 1931 году, когда в Крыму была построена первая электростанция.

По ряду объективных причин ветроэнергетика в России не может внести существенный вклад в общую энергетическую копилку страны, так как там, где есть предпосылки для строительство ветрогенерационных плантаций, к сожадению нет людей.

Тем не менее строительство ветростанций в северных районах является наиболее выгодным, так как позволяет существенно снизить затраты на энергообеспечение населенных пунктов. Установка ветростанций в высоких широтах позволяет в 2-3 раза сократить расход дизельного топлива или угля, используемого для отопления.

Как правило на Севере строятся комбинированные станции — генератор на ДВС + ветрогенератор.

Примером может служить Анадырская ВЭС на Чукотке установочной мощностью 2,5 МВт, состоящая из 10 агрегатов с суммарной среднегодовой выработкой 3 млн. кВт-ч в год. Приполярная ВЭС около Воркуты, республика Коми, так же должна иметь 10 турбин по 250 кВт, но в данный момент запущены только 6. На острове Беринга (Алеутский район Камчатского края) действует ВЭС мощностью 1,2 МВт.

Помимо указанных, существует ряд проектов, как в стадии рассмотрения, так и реализованных.

Из действующих успешных проектов мне удалось найти следующие: в Зеленоградском районе Калининградской области расположена одна из самых больших ветроэлектростанций в России, мощностью 5,1 МВт, ее среднегодовая вырботка составляет 6 млн. кВт-ч; в Тумазинской районе республики Башкортостан действует электростанция мощностью 2,2 МВт.

Более скромные проекты расположены в Калмыкии, Ростовской области, в Мурманске, на Кольском полуострове.

Как ни странно многие крупные проекты были заморожены, например, морской ветропарк в Калиниградской области. Сейчас РусГидро рассматривает около 10 проектов строительства ВЭС в разных регионах России.

Наши соседи на Украине, не богатой углеводородным сырьем, построили на побережье Таганрогского залива Новоазовскую ВЭС с действующей мощностью более 20 МВт.

Циклопы и пигмеи

Крупнейшие производители ветряных станций соревнуются в наращивании мощности турбин. Компания Siemens активно рекламирует ветряк мощностью 3,6 МВт с длиной лопасти 40 метров (высота башни - 80 метров). Clipper Windpower анонсировала прототип турбины мощностью 7,5 МВт и, судя по всему, это не предел. Масса гондолы такого монстра может превышать 200 тонн, а высота мачты - 120 метров.

Небольшой ветряк.
Небольшой ветряк.

Наряду с монстрами промышленного применения можно найти множество скромных агрегатов можностью от 700 Вт до 20 кВт, в том числе гибридные солнечно-ветровые станции, которые вполне обоснованно можно рассматривать как достойные альтернативные источники энергии для локального использования.

Судя по информации в Интернете малые ветростанции пользуются популярностью не только в Европе и Америке, но и у наших "добрых" соседей. В России и на Украине появились в продаже станции собственной разработки, в том числе нетрадиционные, например, на ортогональной турбине с солнечными батареями в комплекте.

Стоимость малых станций (порядка 2 кВт) составляет 1500 — 3000 у.е., что в общем-то делает использование таких устройств экономически целесообразным в домашнем хозяйстве, особенно в сельской местности.

Дальше мы рассмотрим следующие темы: Устройство ветряков и малых электростанций, Экологические аспекты использования ветряко, Производители и поставщики ветряных электростанций.

Следите на обновлениями сайта!