Норвежская компания Wind Catching Systems сообщила о получении экспертного одобрения на создание прототипа гигантской плавучей стены ветряных турбин. Будут построены четыре 40-МВт установки для размещения вдоль побережья Норвегии. Каждая из них будет представлять собой вертикальное поле из множества турбин с роторами уменьшенного диаметра. Такой подход обеспечит простоту производства, развёртывания и обслуживания на фоне кратного роста выработки.

Источник изображений: Wind Catching Systems

Плавающая ветряная ферма WCS получила поддержку от крупных мировых инвестиционных фондов. В случае успеха она может преобразить ветроэнергетику. Вместо одиночных ветряных турбин большой мощности, а Китай уже приблизился к производству одиночных 22-МВт ветряков с лопастями до 150 м, норвежцы предлагают фактически модульную сборку из множества турбин меньшей мощности с лопастями длиной до 15 м. Модульная ферма многократно снизит затраты на логистику, а также обслуживание. Ремонтникам не нужно будет быть скалолазами. К месту ремонта на ветряке их доставит обычная строительная гондола.

Полученное компанией экспертное одобрение поступило от международного регистратора Det Norske Veritas (DNV), который известен разработкой стандартов, правил и инструкций, на основе которых национальные агентства и регуляторы создают собственные и международные стандарты в области судоходства, нефтегазовой отрасли, возобновляемой энергетики и других сферах промышленности. Это запускает создание проекта 40-МВт установки «стены ветряков», первая из которых будет установлена у побережья Ойгардена на юго-западе Норвегии.

Проект плавающей стены из ветряков компании WCS был представлен в 2021 году. Подход компании впечатлял и вызывал сомнения — она предложила ферму высотой с Эйфелеву башню (324 м) мощностью 126 МВт. Тем не менее, проект заинтересовал инвесторов. В ходе первого раунда сбора инвестиций компания получила около $10 млн от GM Ventures и заключила с General Motors стратегическое соглашение о разработке технологий.

Затем в сентябре 2022 и феврале 2023 годов последовали гранты в размере 22 млн и 9,3 млн норвежских крон ($2,1 млн и $0,9 млн). Эти гранты предоставлены норвежским государственным предприятием Enova SF, которое занимается сокращением выбросов парниковых газов и изучением новых технологий экологически чистой энергетики. На полученные средства было проведено несколько разработок, включая создание и испытание прототипа плавающего основания для гигантской фермы. Будет удивительно увидеть реализацию этого проекта в море.

Вскоре, путешествуя вдоль морского побережья Бельгии, можно будет прямо в море зарядить тяговые аккумуляторы судов на электрической тяге. Для этого на днях в районе морской ветряной электростанции Nobelwind была запущена первая в мире зарядная станция Parkwind для такого экологически чистого транспорта. Морская зарядная станция может поддерживать нагрузку до 8 МВт. Вся необходимая для этого энергия вырабатывается на месте и сразу готова к использованию.

Источник изображения: Parkwind

Зарядная станция располагается на силовой подстанции ветряной фермы. Простая конструкция, как утверждается, монтируется за двое суток. Она разработана совместно с британской компанией MJR. Зарядный порт подвешен на кране и спущен до уровня контакта с приёмником на судне. Подключение и отключение зарядного порта происходят автоматически. После его захвата судно отходит на заданное расстояние и включает режим зарядки аккумуляторов. Никакой швартовки с зарядной станцией производить не нужно. Заряд производится на безопасном удалении от станции.

Для завершения сеанса заряда судно подходит ближе к станции и сбрасывает зарядный порт, который повисает в воздухе и затем подтягивается выше от зоны волны и брызг. Но даже если в зарядный порт попадёт солёная морская вода, то ничего страшного не случится. Подобный сценарий возможен в случае аварийного автоматического или ручного сброса зарядного порта. В таком случае он просто сбрасывается в волну, откуда затем извлекается краном. После этого происходят автоматическая продувка и просушка порта для дальнейшей штатной работы зарядной станции.

В настоящий момент морская станция Parkwind проходит испытания и будет использоваться для зарядки судов компании, обслуживающих морскую ветряную электростанцию. В коммерческую эксплуатацию эта и другие станции вдоль побережья на поле Nobelwind площадью 19,8 км² поступят в первом квартале 2025 года.

Китайская компания Mingyang Smart Energy завершила создание уникальной морской двухроторной ветряной турбины OceanX общей мощностью 16,6 МВт. Установка способна оставаться в работе даже при скорости ветра 260 км/ч. Масса этого уникального плавучего объекта достигает 16 500 т, а конструкция выдерживает волны высотой 30 м. Вскоре вдоль морского побережья Китая могут появиться сотни и тысячи таких ветряных установок, обеспечивая материк чистой энергией.

Источник изображений: Mingyang Smart Energy

Прототип двухроторной плавучей ветряной установки OceanX в масштабе 1:10 компания Mingyang изготовила ещё в 2020 году. На днях было завершено производство полномасштабной серийной версии турбины. Колоссальная плавучая установка изготовлена из высоконадёжного бетона, устойчивого к агрессивной среде. Поплавок имеет вид буквы Y. Он крепится ко дну глубиной свыше 35 м одним якорем, что позволяет ветряной турбине всегда разворачиваться по ветру.

Две турбины мощностью по 8,3 МВт каждая размещены на вершинах стойки в форме буквы V. Турбины дополнительно закреплены растяжкой из тросов. Диаметр каждого ротора составляет 182 м. Лопасти вращаются в разных направлениях, чтобы избежать центробежной нагрузки на установку. Вся система выдерживает турбулентность на уровне 0,135, что означает возможность работы в чрезвычайно сложных условиях. Обычно турбины отключают при превышении турбулентности значения 0,06, чтобы механизм не вышел из строя от сильных вибраций, что, явно, не грозит китайской морской турбине.

По данным Глобального совета по ветроэнергетике, Китай шестой год подряд занимает первое место в мире по развитию морской ветроэнергетики. Цель Китая — обеспечить к 2025 году треть своего национального энергопотребления за счет возобновляемых источников. Протяженность береговой линии Китая составляет около 9 010 миль (14 500 км), поэтому для морских ветряных электростанций там вполне достаточно места. Но кроме всего этого, мало кого оставит равнодушным полёт инженерной мысли — это просто колоссально.

Молодая компания Airiva представила модульную вертикальную ветряную турбину для установки в частных домовладениях. Сообщается, что это почти бесшумное решение, которое способно вырабатывать до 2,2 МВт·ч энергии в год на каждый модуль из восьми лопастей. Использование новинки позволит отказаться от солнечных панелей там, где есть постоянные ветра и это не будет сопровождаться обычным для ветрогенераторов шумом.

Источник изображений: Airiva

Впервые разработка была представлена три года назад. Над проектом в одиночку долго работал дизайнер из Нью-Йорка Джо Дусе (Joe Doucet). Он поставил перед собой задачу создать наиболее бесшумный профиль вертикальной лопасти, которая бы не создавала шум при вращении или этот шум был бы максимально низким. Впоследствии он создал компанию Airiva, которая теперь занимается вопросами коммерциализации проекта.

Испытания в аэродинамической трубе позволили отобрать наиболее перспективный профиль вертикальных лопаток. Другим преимуществом предлагаемого решения, как утверждают в компании, стала инновационная система синхронизации лопастей и процесса выработки ими электроэнергии. Базовый модуль размерами 4,2 × 2,1 м с восемью вертикальными лопастями способен вырабатывать до 2,2 МВт·ч энергии в год.

Для среднестатистического американского домохозяйства потребуется пять таких модулей, но в продаже их пока нет. Разработчик всё ещё изучает возможность производства и распространения этих решений. Но выглядит интересно, этого не отнять.

Доля возобновляемых источников в производстве всей электроэнергии в мире достигла рекордного показателя — 33 %. Особенно стремительный рост показали солнечная и ветровая энергия. По прогнозам через 10 лет доминирование ископаемого топлива сойдет на нет.

Источник изображения: Copilot

Согласно недавнему отчету независимого аналитического центра Ember, 2023 год стал поворотным для возобновляемой энергетики. Объемы выработки электроэнергии солнечными электростанциями выросли на 23 %, а ветровыми — на 10 %. В то же время производство электроэнергии с использованием ископаемого топлива, такого как уголь и газ, увеличилось лишь на 0,8 %. Такие темпы роста возобновляемых источников энергии являются беспрецедентными.

Стоит отметить, что ещё в 2000 году на возобновляемые источники приходилось лишь 19 % мирового производства электроэнергии, но за последние два десятилетия ситуация радикально изменилась. Аналитики прогнозируют, что в ближайшие 10 лет мир вступит в новую эру, когда доминирование ископаемого топлива сойдет на нет.

Причины стремительного роста возобновляемой энергетики очевидны. Во-первых, стоимость солнечных панелей и ветряных турбин неуклонно снижается. Во-вторых, все больше стран вводят жесткие экологические нормы, стимулируя развитие «зеленой» энергетики. Наконец, растет общественное давление на правительства и корпорации с требованиями ускорить энергетический переход.

Впрочем, пока рано говорить о тотальном доминировании возобновляемых источников энергии. В 2023 году мировое производство гидроэлектроэнергии упало до пятилетнего минимума, что частично компенсировалось за счет угля и газа. Кроме того, глобальный спрос на электричество продолжает расти примерно на 2 % в год, и чтобы удовлетворить этот спрос исключительно за счет «зеленой» энергетики потребуются колоссальные инвестиции в ветровые и солнечные мощности.

Источник изображения: Ember

Тем не менее, общая тенденция такова — мир неуклонно движется к возобновляемому энергетическому будущему, а согласно прогнозам Ember, в ближайшее десятилетие масштабы использования ископаемого топлива будут неуклонно сокращаться, что приведет к существенному снижению выбросов парниковых газов. И хотя полная декарбонизация энергетики потребует значительных усилий, 2023 год продемонстрировал, что этот процесс необратим.

В отчете Ember собраны данные из 215 различных стран, включая данные по 80 странам, на которые приходится 92 процента мирового спроса на электроэнергию. Также включены данные из 13 географических и экономических регионов, таких как Азия, Африка, ЕС и G7.

На каждую тонну надводной части морского ветрогенератора необходимо четыре тонны подводного балласта, что делает такие проекты крайне затратными. Выход предложен в виде плавучих ветрогенераторов пирамидальной конструкции вместо традиционной «вентилятор на палочке». Ранее на этой неделе в США спущен на воду первый прототип такого ветрогенератора, что позволит оценить новшество в реальных условиях.

Источник изображений: T-Omega

Прототип в масштабе 1:16 спущен на воду недалеко от города Нью-Бедфорд в штате Массачусетс. Ранее компания T-Omega, предложившая уникальную конструкцию морского ветрогенератора, провела испытания на плавучесть прототипа в масштабе 1:60. Утверждается, что конструкция сможет выдержать волны высотой до 30 м.

Конечной (или промежуточной) целью компании заявлено строительство 10-МВт ветровой установки высотой 119 м со сторонами 70 м и ротором диаметром 198 м. Ориентировочный вес установки составит от 1200 до 1800 т.

Пирамидальная конструкция опоры на поплавках создаст две точки для поддержки оси ротора вместе с генератором. Две точки опоры для ротора уменьшат нагрузку на подшипники. Благодаря поплавкам и точке крепления якоря на дне конструкция будет самостоятельно разворачиваться по ветру. Для ремонта и обслуживания трапециевидный плавающий генератор можно будет отбуксировать в сухой док, что снизит стоимость обслуживания и исключит необходимость арендовать дорогостоящие плавучие краны.

Похожий проект разрабатывает французская компания Eolink. В сентябре прошлого года она получила инвестиции на сумму около $23 млн от испанской компании Acciona Energy и фирмы по управлению проектами Valorem. На эти деньги будет построен 5-МВт прототип, который к 2024 году должен был пройти проверку на испытательном полигоне SEM-REV в французских водах Атлантического океана. Пока об этом не сообщалось.

Добавим, морские ветрогенераторы обещают оказаться эффективнее прибрежных, поскольку ветра в открытом море, как правило, сильнее. Но в открытом море «вентилятор на палочке» — это практически невозможное решение ввиду больших глубин. Однако для плавучего ветрогенератора трапециевидный конструкции это не проблема. Бросить якорь — это не сваи вбивать. А какая экономия на материале… В идеале от подобных систем ожидают LCoE около $50 за МВт·ч, что очень и очень хорошо.

Согласно предварительным данным Управления энергетической информации США (EIA), за первые пять месяцев этого года благодаря энергии солнца и ветра было произведено рекордное количество электроэнергии, превысившее объёмы генераций от угольных электростанций. Солнце и ветер сгенерировали 252 ТВт·ч электроэнергии, а уголь лишь 249 ТВт·ч с января по май включительно.

Источник изображения: Wikipedia

Согласно отраслевому изданию E&E News, впервые за всю историю наблюдений ветровая и солнечная энергетика превзошли угольную за период в пять месяцев. Если же учитывать гидроэлектроэнергию в числе возобновляемых источников энергии, то рекордный период длится более шести месяцев подряд, причём возобновляемые источники энергии опережают уголь по выработке электроэнергии, начиная с октября прошлого года, утверждает EIA. Для сравнения, ещё 10 лет назад угольные электростанции производили 40 % электроэнергии страны.

«С точки зрения производственных затрат, возобновляемые источники энергии — ветер и солнечная энергия — самые дешёвые в использовании. Таким образом, нам предстоит наблюдать всё больше и больше таких рекордов», — отметил Рам Раджагопал (Ram Rajagopal), профессор гражданской и экологической инженерии в Стэнфордском университете.

В течение многих лет угольная энергетика сокращалась, вытесняемая все более дешёвым природным газом. Но в прошлом году цены на природный газ подскочили после начала событий на Украине, и уголь начал отвоёвывать позиции, поскольку некоторые коммунальные предприятия в США и Европе заключили контракты на поставку электроэнергии с угольных электростанций.

В 2022 году потребление угля достигло нового максимума во всем мире, однако в США восстановление его позиций было недолгим, поскольку здесь угольные электростанции планомерно выводятся из эксплуатации. В этом году в США уже закрыли шесть угольных энергоблоков.

С вступлением в силу Закона о снижении инфляции, в рамках реализации которого выделяются миллиарды долларов на развитие экологически чистой энергии, использование возобновляемых источников энергии должно значительно вырасти. Но построить больше экологически чистых энергетических установок — это только полдела, говорит Раджагопал. Другая половина связана с подключением этих новых возобновляемых источников к национальной электрической сети, что занимает всё больше и больше времени.

Согласно отчёту Национальная лаборатория им. Лоуренса в Беркли (LBNL), в среднем на то, чтобы проект по строительству ветряной, солнечной или гибридной электростанций, запущенный в эксплуатацию в 2022 году, был принят в коммерческую эксплуатацию, потребовалось пять лет с момента подачи запроса на подключение к сети. Для сравнения, у проектов, построенных между 2000 и 2007 годами, на эту процедуру уходило менее двух лет.

По данным LBNL, сейчас в ожидании подключения к сети в стране находится более 10 000 проектов, способных обеспечить выработку 1350 ГВт электроэнергии.

На этой неделе Глобальный совет по ветроэнергетике (GWEC) сообщил, что в июне 2023 года глобальная установленная мощность в ветроэнергетике достигла знаковой величины 1 ТВт. К этой отметке мир шёл примерно 40 лет, но рубеж 2 ТВт будет преодолён намного быстрее. Тем не менее, это только начало пути, и идти по нему надо быстрее и быстрее.

Источник изображения: Pixabay

С конструкциями ветроустановок и генераторами первыми серьёзно начали экспериментировать датские инженеры, что началось в 70-е годы прошлого века. По крайней мере, сегодняшние ветряные установки во многом опираются на разработки скандинавских исследователей. Точка отсчёта мировой ветроэнергетики выбрана советом GWEC именно из этих соображений.

Достижение рекорда обнародовали в Твиттере представители Рамочной конвенции ООН по изменению климата (UNFCCC, РКИКООН): «Хорошие новости. Спустя 40 лет глобальная установленная мощность ветроэнергетики в этом месяце достигла 1 тераватта. И трансформация к возобновляемой энергии ускоряется. Согласно оценкам, рубеж в 2 ТВт будет пройден до конца десятилетия».

В GWEC прогнозируют, что 2 ТВт установленной мощности в ветроэнергетике будут достигнуты менее чем через 7 лет. Но глобально задача ставится так, чтобы к 2050 году развернуть не менее 8 ТВт ветряных электростанций, без чего не получится достичь поставленных ранее климатических целей. «Нет времени и нет необходимости медлить», — заявил председатель GWEC Джонатан Коул (Jonathan Cole). Иначе мир, по его словам, постигнет экологическая катастрофа.

По данным немецких СМИ, грузовое судно врезалось в ветряную турбину массива Gode Wind 1 у побережья Германии в Северном море. Инцидент произошёл в апреле. Вчера стало известно, что корабль шёл на автопилоте и отклонился от курса на несколько километров.

Источник изображения: Wasserschutzpolizeiinspektion Oldenburg

Компания-оператор массива Gode Wind 1 — датская Ørsted A/S — зафиксировала вход судна в зону электростанции, но с капитаном корабля не связывалась. Капитан корабля также не уведомил оператора о столкновении с турбиной. Турбина в инциденте не пострадала. Её вывели из эксплуатации на 24 часа для осмотра и потом запустили в работу. Зато судну не повезло. Сухогруз Petra L под флагом Антигуа с 1500 тоннами зерна получил пробоину по правому борту размерами 5×3 м.

В инциденте никто не пострадал. Вода проникла внутрь, но идущий из польского Щецина в Бельгию сухогруз смог своим ходом добраться до порта Эмден в Германии.

Турбина мощностью 330 МВт оказалась настолько прочной, что её системы мониторинга даже не зафиксировали столкновения с сухогрузом. По этой причине компания-оператор не сочла нужным связываться с капитаном судна, хотя позже выяснилось, что причины для связи всё-таки были. Турбина могла получить более серьёзные повреждения, и эксплуатировать её без инспекции могло быть опасным.

Массив Gode Wind 1 состоит из 55 ветряных турбин с роторами диаметром 154 м. Он расположен на удалении 45 км от побережья Германии и принадлежит датскому ветроэнергетическому гиганту Ørsted. В Германии по инциденту начато расследование.

Подавляющее большинство лопастей ветряных турбин окажутся на свалке, что в значительной степени нивелирует их вклад в низкоуглеродную энергетику. К 2050 году это составит свыше 43 млн тонн неперерабатываемых отходов. Учёные из Калифорнийского университета в Дэвисе занялись вопросом экологической утилизации лопаток ветряных турбин, положив в основу их изготовления мицелий грибов, органический субстрат и каркас из бамбука.

Источник изображений: University of California, Davis

Группа исследователей занялась вопросами совместимости мицелия ряда грибов, включая съедобные, субстратов и материалов для каркасов. Разработчики уверены, что мицелий в сочетании с субстратом из органических отходов способен заменить полиуретан и акрил. Собственно, разработка органических лопастей началась с проекта 2018 года по созданию органического шлема для велосипедистов с подкладкой из мицелия.

Благодаря попавшему в группу выходцу из Китая нашлось кому плести каркас лопасти из бамбука. Без этого специалиста, признаются в университете, развитие проекта не перешло бы в фазу испытаний прототипа. Учёные готовятся испытать органическую лопасть с мицелием внутри на турбине мощностью 1 кВт и с имитацией скорости ветра до 137 км/ч. Если испытания пройдут успешно, то можно будет начинать говорить с настоящими производителями лопаток, ведь вопрос масштабирования проблем не принесёт, уверены учёные.

Менее экологически чистый, но более надёжный способ утилизации лопастей ветряных турбин предлагают немцы. Они создали лопасти и подобрали к ним кислоты, которые растворяют эпоксидную смолу до разделения лопастей на составные материалы. И такие лопасти уже дают первую энергию.

По данным Ember, прошлый год характеризовался достижением рекордных показателей по доле электроэнергии, генерируемой солнечными и ветровыми электростанциями. Если в 2021 году эта доля достигла 10 %, то по итогам 2022 года выросла до 12 % в масштабах мировой энергетики. По итогам текущего года доля генерируемой за счёт ископаемых источников электроэнергии достигнет исторического максимума и начнёт снижаться в дальнейшем, как считают эксперты.

Источник изображения: EPA, Picture Alliance

Статистика Ember учитывает данные по энергопотреблению из 78 стран, охватывающие 93 % мирового рынка. Солнечные электростанции уже восемнадцатый год подряд представляют собой самый активно растущий сегмент энергетики, в прошлом году они прибавили 24 % или 245 ТВт‧ч. Этого хватило бы для энергоснабжения всей Южной Африки. Ветряные электростанции в прошлом году прибавили в генерируемой мощности 17 % или 312 ТВт‧ч — такого прироста достаточно для энергоснабжения почти всей Великобритании.

Свыше 60 стран, попавших в статистику, по данным источника, получают более 10 % своей электроэнергии от ветряных и солнечных генерирующих мощностей. Если учитывать и объекты атомной энергетики, которые специалисты Ember тоже относят к экологически чистым, то доля таких источников по итогам 2022 года достигла рекордно высоких 39 % в масштабах планеты. При этом страны Евросоюза до 22 % всей электроэнергии получают от ветряных и солнечных электростанций, но на первом направлении они немного отстают от общемировых темпов.

Локомотивом перехода на солнечную и ветряную энергетику в прошлом году оказался Китай, но он же активнее всего потребляет и электроэнергию, вырабатываемую за счёт сжигания угля. В целом, данный вид ископаемого топлива остаётся наиболее популярным, занимая 36 % в мировой энергетической системе. Впрочем, рост спроса на электроэнергию в прошлом году достигал 80 %, и на этом фоне прогресс угольных электростанций в 1,1 % не кажется существенным, поскольку альтернативные источники развивались более активно. Генерация электричества с использованием природного газа в прошлом году сократилась на 0,2 %, но весь энергетический сектор всё же увеличил углеродные выбросы на 1,3 % до рекордного значения. Эксперты ожидают, что по итогам текущего года генерация электричества с использованием ископаемого топлива сократится на 0,3 % и положит начало тенденции к дальнейшему сокращению.

По прогнозам специалистов, энергетический сектор должен первым перейти к углеродной нейтральности уже в 2040 году, чтобы позволить достичь полной нейтральности в масштабах всех отраслей мировой экономики к 2050 году. Сейчас основной объём выбросов углекислого газа осуществляется именно объектами мировой энергетической системы. К 2040 году ветряные и солнечные электростанции должны будут генерировать до 41 % всего электричества в мире.

Ветряные турбины и солнечные электростанции Китая вырабатывают почти столько же электроэнергии, сколько требуется для обеспечения почти каждого жилого дома в стране, пишет издание Bloomberg, ссылающееся на данные Национальной энергетической администрации (National Energy Administration, NEA).

Источник изображения: Sungrow EMEA / unsplash.com

В отчёте ведомства указывается, что объёмы генерации ветряной и солнечной энергии в прошлом году увеличились на 21 % и составили 1190 ТВт·ч (тераватт-часов). Согласно тем же данным, совокупный уровень энергопотребления жилых помещений в Китае составил 1340 ТВт·ч, что на 14 % больше, чем было годом ранее.

Отчёт NEA говорит о стремительном росте источников возобновляемой энергии в стране на фоне миллиардных инвестиций Китая в этом направлении для решения экологических проблем и сокращения зависимости от дорогостоящих видов ископаемого топлива. Однако следует иметь в виду, что на жилые помещения в Китае приходится относительно малая часть всех энергозатрат страны, в сравнении с другими странами. По данным Международного энергетического агентства, в 2020 году лишь 17 % от общего производимого объёма электричества в Китае использовались непосредственно домовладениями. В то время как в Японии на жилые помещения в том же году приходились 29 %, а в США — 39 % от всего объёма вырабатываемой энергии. В Китае основными потребителями по-прежнему являются фабрики и заводы. На производства приходятся 60 % от всего добываемого объёма электроэнергии.

Таким образом, даже если возобновляемые источники и способны обеспечить практически каждый дом в Китае чистой энергией, китайским производителям по-прежнему приходится сжигать огромное количество топлива и как следствие выбрасывать в атмосферу огромные объёмы парниковых газов для поддержания темпов экономического роста.

По мнению аналитиков, после отмены в этом году жёстких антиковидных ограничений в Китае ожидается более бурный экономический рост. А это в свою очередь также указывает на потенциальный рост объёмов вредных выбросов в атмосферу, даже несмотря на то, что ветряная и солнечная энергетика покрывает практически все нужды обычного населения.

В Китае планируют построить гигантский ветрогенератор высотой с 70-этажный дом. Новая установка компании MingYang Smart Energy под названием MySE 18.X-28X превосходит по мощности и размерам строящийся ветрогенератор MySE 16.0-242, а также представленный в качестве самого крупного в мире H260-18MW мощностью 18 МВт компании CSSC Haizhuang.

Источник изображения: MingYang Smart Energy

Если у H260-18MW лопасти длиной 128 м формируют при вращении окружность площадью около 53 тыс. м², то у ветрогенератора MySE 18.X-28X с мощностью «более 18 МВт» длина лопастей равна 140 м, а площадь формируемой при вращении окружности составляет 66 052 м².

MingYang сообщила, что новый ветрогенератор справится с самыми экстремальными погодными условиями в океане, включая сверхмощные тайфуны уровня 17 баллов со скоростью ветра более 56,1 м/с (202 км/ч). Согласно данным компании, при средней скорости ветра 8,5 м/с (30,6 км/ч), он будет производить 80 ГВт·ч энергии в год. Этого объёма электроэнергии «достаточно для снабжения 96 000 человек».

Тренд на строительство гигантских ветрогенероторов объясняется тем, что большая часть затрат на их установку приходится на обустройство фундамента на морском дне. Чем больше мощность ветрогенератора, тем меньше удельный вес условно-постоянных затрат на единицу производимой им электроэнергии.

Согласно заявлению MingYang, по сравнению с моделями мощностью 13 МВт, более высокая мощность MySE18.X-28X позволит сэкономить на установке 18 агрегатов, необходимых для ветряной электростанции мощностью 1 ГВт, сократив затраты на строительство на $120 000–$150 000 за мегаватт. В итоге экономия на строительстве подобного объекта может составить $120–$150 млн. Впрочем, в общей сумме проекта это составит всего 1–2 %. Для справки, стоимость ветроэлектростанции Hornsea One мощностью 1,2 ГВт с турбинами на 7 МВт оценивается не менее чем в $5,153 млрд.

Самая мощная в мире ветряная турбина запущена в опытную эксплуатацию. Установка Vestas V236-15 MW собрана для оценки эксплуатационных характеристик на полигоне в Эстерильд в Западной Ютландии. Диаметр ротора установки составляет 236 м при длине лопастей 115,5 м. Вырабатываемая на пике мощность достигает 15 МВт. На основе этой установки разработаны проекты целого ряда морских ветроэлектростанций в Европе и США.

Источник изображения: Vestas

Реализация промышленных объектов с использованием Vestas V236-15 MW начнётся в следующем году. Ветрогенераторы высотой 280 м — самые высокие в мире — дебютируют на датской ветряной электростанции Фредериксхавн. Также эта установка выбрана в качестве основной для проектов морского ветропарка Atlantic Shores в Нью-Джерси и для нью-йоркских проектов Empire Wind 1 и Empire Wind 2.

Один такой генератор способен обеспечить электричеством 20 тыс. домохозяйств. Годовая выработка электроэнергии Vestas V236-15 MW достигает 80 ГВт·ч. Такие объёмы чистой энергии эквивалентны снижению выбросов углекислого газа на 38 тыс. т в год или примерно равны удалению с дорог 25 тыс. легковых автомобилей в год.

До установки Vestas V236-15 MW рекордсменом была ветротурбина Haliade-X компании General Electric мощностью 14 МВт. Но датская установка тоже недолго пробудет рекордсменом. Китайцы завершают создание ветряной турбины MySE 16.0-242 мощностью 16 МВт. Для опытной эксплуатации она будет собрана к середине текущего года, а серийный выпуск начнётся в 2024 году.

«Зелёная» энергетика дотянулась до Марса, но пока только в теории. Учёные показали, что на Красной планете может быть достаточно ветра для круглогодичного снабжения колонистов электрической энергией. Это особенно важно для полярных районов, где солнечная энергетика не эффективна.

Образованные сильным ветрами дюны на северном полюсе Марса. Источник изображения: NASA/JPL-Caltech/ASU

Согласно всем предыдущим планам, космические базы на Луне, Марсе и дальше в космосе энергией должны снабжать портативные ядерные реакторы. Это относительно простое и надёжное устройство, которое люди давно научились делать и использовать. Новая повестка заставляет рассматривать иные альтернативы.

В принципе, в открытом космосе, на Луне, где нет атмосферы и даже на Марсе, где плотность атмосферы составляет всего 1 % от земной, солнечная энергетика отдаёт максимум от возможного. Однако по мере продвижения к полюсам ситуация меняется и падающих на планеты солнечных лучей уже недостаточно для сбора необходимых объёмов электроэнергии. Почему бы в таких районах не использовать ветер, подумали учёные? От него не веет «ядерной опасностью», а установку, теоретически, можно почти полностью собрать на месте из подручных материалов.

Предыдущие программы по изучению силы ветров на Марсе были крайне обрывочным. В основном изучались ветры в районе посадок аппаратов на экваторе и обстановка вокруг горных гряд. Учёные из NASA адаптировали модель атмосферных движений Земли к марсианским условиям, включая географию. В основу расчётов были положены все известные данные о Марсе по наблюдениям за всё время.

Моделирование показало, что в приполярных областях и в других регионах Марса, особенно вдоль крупных кратеров и нагорий, достаточно ветра, чтобы одна мощная турбина круглогодично обеспечивала энергией группу из шести колонистов. В районах с меньшей силой ветра (ближе к экватору) ветер может дополнять солнечную энергетику во время сезона пылевых бурь и в тёмное время суток.

Для ветряных генераторов на Марсе необязательно строить башни с гондолами. Ветряные турбины можно поднимать на воздушных шарах. Но и для башен на Марсе можно найти местный строительный материал, чтобы не везти всё с Земли. Учёные ожидают, что инженерное сообщество подхватит идею и предложит интересные решения. А пока они опубликовали результаты работы в журнале Nature Astronomy.