Loading

Электричество из воздушного аттракциона

Создано 02.11.2010 10:59
Автор: Lucha

Компьютер отмечает траекторию полета воздушного змея Молодое американское предприятие разрабатывает альтернативу уже ставшим привычными ветряным мельницам – «карусели» из «воздушных змеев», способных превращать энергию ветра в электричество еще более эффективно. В 2015 году фирма планирует выйти на рынок. 

Для Корвина Хардхема, руководителя и одного из основателей Makani Power в Калифорнии, серфинг – не только отдых, но и способ добраться до места работы – старого военного аэродрома, где фирма испытывает свое творение: «воздушных змеев» с современнейшей бортовой электроникой, летающих на тросе на высоте от 300 до 500 метров и производящих энергию, как утверждают сотрудники фирмы, значительно более эффективно, чем традиционные ветросиловые установки.

Идея производства энергии с помощью аппаратов, парящих в воздухе как воздушные змеи, появилась уже несколько лет назад. Но в то время, как другие начинающие работу в этой области компании не выходят за рамки теоретических планов, аппараты

Makani уже совершают регулярные экспериментальные полеты на Гавайях и в Калифорнии. «В этом году испытания показали такие надежные результаты, что мы решили выходить с нашей идеей на широкую публику», - объясняет Хардгем, основавший фирму с двумя единомышленниками еще в 2006 году.

Испытание одной из моделей Макани в июне 2010

Сейчас компания работает уже над седьмой моделью, 8-метровая несущая поверхность которой сделана из углеродного волокна и снабжена авиационной электроникой уникальной разработки. На аппарате установлены три винта. Даже при слабом ветре генераторы вырабатывают ток, который через интегрированный в трос кабель передается на землю.

Мощность этого «воздушного змея» – 20 киловатт, вес – 50 килограмм. Но это только начало. «До 2012 года мы запустим коммерческую версию аппарата с мощностью в мегаватт, до 2015 года он появится на рынке», - говорит Хардхем. «Взрослый» змей вырастет в размерах до 35 метров в ширину и будет весить 2 тонны, и в Makani уже разработали для него специальный кабель толщиной в 4 сантиметра и весом в тонну. Кабель должен быть достаточно эластичным и прочным. Для первых моделей инженеры Makani соединяли медный кабель с альпинистским канатом, сейчас фирма разработала специальную технологию, которую еще держит в секрете. «Мы зарегистрировали на кабель три патента, потому что найти оптимальное соотношение силы растяжения, эластичности и веса не так-то легко», - объясняет Хардхем.

Карусель из воздушных змеев

Последняя модель прошла практические испытания при скорости ветра до 50 км/час, также был проведен ряд смоделированных с помощью компьютера опытов на проверку характеристик аппарата.

Преимущества «змеев» Makani по сравнению с обычными ветросиловыми установками – их значительно большая область охвата, гибкость и небольшая масса. Чем выше работает установка, тем сильнее действует на нее ветер и, соответственно, она дает больше энергии. Так, эксперт по технологиям добычи энергии с помощью ветра Кен Кальдеира из Института Карнеги в Стэнфорде оценивает эффективность парящих аппаратов в 60-80%, в то время как для традиционных наземных установок она составляет 30-40%.

Возможно такие установки скоро устареютЧтобы запустить аппарат, его обдувают снизу сжатым воздухом. Как только сила ветра становится достаточно большой, аппарат как детский воздушный змей взлетает на желаемую высоту и начинает кружиться по эллиптической орбите. Взлет, набор высоты и кружение по эллипсу управляются с помощью специальной компьютерной программы, учитывающей силу ветра и его направление. Сейчас сотрудники фирмы еще работают над тем, чтобы в случае затишья или надвигающейся грозы система управления автоматически направляла аппараты на землю и обеспечивала им безопасную посадку. Пока приходится приземлять их вручную, с помощью своеобразной лебедки.

Хардхем высчитал, что «змей» мощностью в мегаватт дает в год в среднем столько же энергии, сколько обычная установка мощностью в два мегаватта. И это – при значительно меньших затратах ресурсов на их изготовление и монтаж. Так, для сооружения опоры такой же по размерам традиционной ветряной мельницы требуется 400 тонн бетона, для ее установки нужен грузоподъемный кран, немало средств уходит и на техническое обслуживание. Станция управления аппаратами Makani же обходится 100 тоннами бетона или, если ее расположить в море, - закрепленным на морском дне буем. «Самый тяжелый компонент в нашей системе – генераторы весом в 200 килограмм. Их можно легко подвезти на грузовике или на лодке» , - говорит Хардхем.

Воздушный змей стал прототипом ветряной электростанции нового типаПредприятие уже имеет кое-какие идеи по поводу своих будущих клиентов. Ими могут стать поставщики энергии, которым выгодно установить сразу десятки или сотни «змеев», обеспечив ими работу целой ветряной электростанции. «Наши аппараты действительно эффективны, если их использовать массово, а не купить одну установку для отдельного квартала», - объясняет руководитель фирмы. Сделанные для инвесторов расчеты показывают, что за 20 лет работа ста 100-мегаваттных установок Makani будет на 40% эффективнее, чем работа обычной ветряной электростанции таких же размеров.

20 миллионов долларов в новую технологию уже вложила компания Google в рамках своей программы под названием "RE<C", согласно которой получение электричества из  возобновляемых источников энергии должно стать дешевле, чем сжигание угля. Кроме того, проект получил поддержку в размере 3 миллионов долларов и от американского правительства. Сейчас Makani Power ищет еще 25 миллионов долларов, чтобы подготовить своего «змея» для выхода на рынок. Смогут ли Хардхем и его коллеги выдержать запланированные ими сроки? От этого зависит судьба концепции «воздушных змеев» в ближайшем будущем.

Штеффан Гойер

Источник: www.heise.de

 

 

Author: Lucha

Комментарии: