Канадцы разработали прототип парящего ветряка

Стремление приручить дармовую энергию ветра толкает ученых на разработку нестандартных энергогенераторов. В частности, канадская компания Magenn Power уже испытала принципиально новое устройство, никак не похожее на привычные ветряки и представляющее собой некий гибрид аэростата и водяной мельницы. Надувная турбина с гелием внутри способна подниматься на высоту несколько десятков метров и, раскручиваясь под потоками воздуха, вырабатывать электроэнергию. По заявлениям представителей фирмы, генератор лишен очень многих недостатков, свойственных существующим конструкциям лопастных электростанций. Например, он не издает инфразвука, угнетающего все живое в округе, и не уничтожает птиц лезвиями гигантских пропеллеров.

Идея построить летающий генератор пришла инженерам фирмы после того, как они попытались установить несколько ветряков у себя на промплощадке. Возведение огромной мачты было сопряжено с поднятием и балансировкой вертикальных башен. Кроме того, регулярное техническое обслуживание и незапланированный ремонт генератора в основании лопастной турбины становились трудоемкой задачей, потому что его спуск с большой высоты представлялся достаточно сложным.

«Мы подумали, а почему бы вообще не отказаться от длинной мачты и не поднимать генератор в небо при помощи аэростата? — рассказывает автор проекта Фред Фергюсон. — В течение нескольких лет мы разрабатывали чертежи будущего ветряка, в результате с помощью американской компании TCOM был создан баллон, заполняемый гелием. Он имеет загнутые под углом лопасти, очень похожие на водозацепы у колеса водяной мельницы. Поток воздуха действует на них так же, как поток воды на колесо, и воздушная конструкция начинает медленно вращаться».

Ветрогенератор получил название Magenn Power Air Rotor System (MARS) и в этом месяце прошел первые испытания в американском штате Северная Каролина. Баллон был поднят на высоту 40 м, а инженеры изучали его поведение под действием изменяющихся по направлению потоков воздуха. В результате MARS показал свою эффективность, что позволило разработчикам заявить о перспективности своей работы.

«В первую очередь нам удалось отказаться от дорогостоящих мачт, что уже облегчает установку и эксплуатацию ветряков, — продолжает Фред Фергюсон. — Для них предусматривается только небольшой фундамент с лебедкой и трансформаторная станция. С помощью канатов аппарат можно поднять на высоту, где в этот момент времени дуют наиболее благоприятные ветра. А это высоты в районе 300 м, там скорость потока может достигать 100 км/ч, следовательно, отдача от генераторов будет выше. Кроме того, в случае угрозы урагана аэростат можно спустить на землю и укрыть в ангаре». Для сравнения, существующие мачтовые ветряки не могут работать при порывистых ветрах свыше 60 км/ч, потому что их лопасти входят в резонанс, нагрузки растут и конструкция разрушается.

Между тем опыт эксплуатации ветровых электростанций в Германии и других странах Европы показывает, что эти монстры имеют и иные недостатки. Дело в том, что вращающиеся лопасти помимо электроэнергии генерируют еще и инфразвуки, не слышимые для человеческого уха, но негативно влияющие на психику живых существ. Отмечается, что многие фермеры категорически против размещения подобных конструкций рядом с животноводческими постройками. Из-за них скот становится беспокойным, болезненным, а урожаи сельхозкультур снижаются. И это неудивительно, потому что инфразвук частотой ниже 15 Гц вызывает чувство тревоги. Понижение частоты до 4 Гц приводит к паническому страху, головной боли и расстройствам психики. После интенсивного инфразвукового воздействия может наступать смерть от сердечного приступа. Бороться с нежелательным возникновением инфразвука пытались разными способами, в том числе установкой на ветряки генераторов противофазных колебаний, подавляющих опасные шумы. Но все это слишком дорого, и лучшим способом снизить негативное влияние остается их установка подальше от густонаселенных районов, в полях или на море на удалении свыше 20 км от берега. Летающим же ветрогенераторам MARS эти недостатки несвойственны в принципе, потому что в них нет огромных лопастей, разрезающих воздух.

Правда, и летающий генератор не лишен недостатков. «Работать такие ветряки смогут только в странах с теплым климатом и вряд ли будут эффективны в наших широтах. При нулевой температуре и при сильных ветрах аэростат начнет обледеневать. Начнут выходить из строя элементы конструкции», — поясняет РБК daily ведущий российский специалист в области воздухоплавания, профессор Московского авиационного института (МАИ) Александр Кирилин. Помимо этого за конструкцией потребуется неусыпный контроль персонала, в отличие от мачтовых ветряков.

«Идея летающих электростанций витает в умах инженеров давно, но существует масса проблем технического характера, мешающих ее реализации, — добавляет в беседе с РБК daily вице-президент по внешнеэкономической деятельности российской фирмы-разработчика аэростатов и дирижаблей «Росаэросистемы» Михаил Талесников. — Такие объекты очень нестабильно ведут себя в воздухе. При хорошей погоде все работает нормально. Но вот в иных условиях возникают сложности с правильной ориентацией. Из-за реактивного сопротивления ветру они могут плохо раскручиваться, турбулентные потоки начинают трясти аэростат, в результате эффективность системы падает». Поэтому если они и найдут свое применение в хозяйстве, то в ограниченном варианте и непромышленных масштабах.