Пурпурные солнечные панели могут стать новым решением для агровольтаики
В эксперименте с брокколи растения выращивали под панелями, пропускающими преимущественно красный и часть синего света. Благодаря этому участок приобретал пурпурный оттенок. Урожайность брокколи практически не изменилась по сравнению с контрольной группой, хотя растениям потребовалось на 25 дней больше для достижения зрелости.
У такого подхода есть и другие преимущества. Панели создают более прохладный и влажный микроклимат, снижая потери воды растениями. В результате затенённая брокколи эффективнее превращала полученный свет в растительную биомассу. При этом содержание кальция, магния и фосфора в овощах оставалось на сопоставимом или более высоком уровне, хотя концентрации некоторых микроэлементов, включая железо, медь и цинк, немного снижались.
Идея агровольтаики заключается в том, чтобы использовать одну и ту же землю одновременно для сельского хозяйства и производства солнечной энергии. Однако обычные непрозрачные панели могут затенять посевы и снижать урожайность. Полупрозрачные фотоэлектрические элементы позволяют иначе распределять солнечный спектр: одни длины волн идут на выработку электричества, другие — на поддержание фотосинтеза.
Пока технология находится на ранней стадии исследований. Учёным предстоит проверить её эффективность на больших площадях, в разных климатических условиях и на протяжении нескольких сезонов. Кроме того, важно оценить экономическую целесообразность такого выращивания с учётом дополнительных затрат и более длительного созревания урожая.
Если дальнейшие эксперименты подтвердят результаты, сельскохозяйственные поля смогут стать одновременно источником продовольствия и возобновляемой энергии — без необходимости выбирать что-то одно.
Posted in Сельское хозяйство, Среда, Технологии, Энергетика by Экосфера with comments disabled.
За десять лет Оренбургская область вошла в число лидеров солнечной энергетики России
Развитие солнечной энергетики в регионе началось в 2015 году. Тогда в Переволоцком районе запустили электростанцию мощностью 5 МВт — второй объект такого типа в России, построенный в рамках программы поддержки возобновляемой энергетики. В декабре того же года заработала Орская солнечная фотоэлектрическая станция имени Влазнева. Ее первоначальную мощность в 25 МВт впоследствии увеличили до 40 МВт.
Сегодня солнечные электростанции работают в нескольких десятках населенных пунктов и районов области. Благоприятные природные условия способствуют развитию отрасли: по данным регионального минпромэнерго, продолжительность солнечного сияния в Оренбуржье составляет 2162 часа в год.
Среди крупнейших объектов — Сорочинская СЭС «Уран» мощностью 65 МВт и Новосергиевская СЭС «Нептун» мощностью 45 МВт. По данным региональных властей, вместе они позволяют ежегодно экономить около 38 млн кубометров природного газа. При этом в публикации «Российской газеты» приводится оценка сокращения выбросов углекислого газа на 70 тонн в год. Эту цифру следует уточнить у источника: она выглядит несоразмерной указанной экономии топлива.
Солнечная генерация дополняет газовую энергетику региона и помогает снижать нагрузку на электросети в периоды пикового потребления и ремонтных работ. Власти также планируют развивать ветроэнергетику. Небольшие ветроустановки уже работают в нескольких районах области.
Posted in В России, ВИЭ, События, Энергетика by Экосфера with comments disabled.
Угольная зависимость. Почему странам сложно отказаться от самой грязной энергии
Угольная промышленность в России зародилась еще при Петре 1. Именным Указом от 7 декабря 1722 года было велено искать каменный уголь в южных регионах Российской империи. В 1771 году была заложена первая угольная шахта, а сейчас в стране более 170 добывающих предприятий (54 шахты и 117 разрезов).
Уголь до сих пор остается самым главным источником энергии в мире. По данным Международного энергетического агентства (МЭА), в 2021 году на угольных электростанциях выработали почти 37% электричества, на втором месте — природный газ (23,5%).
Все это несмотря на хорошо известные экологические минусы угля: от загрязнения воздуха угольной пылью до усугубления парникового эффекта. Чтобы понять, как именно уголь воздействует на окружающую среду, проследим весь его путь от шахты до потребителя.
Проблемы шахт и карьеров
Исследование американских ученых показало, что разработка угольных месторождений вредит планете гораздо сильнее, чем считалось ранее. Оказалось, что выбросы метана производят не только действующие шахты, но и заброшенные. Отработанные пласты продолжают «коптить» парниковые газы. Шахты с каждым годом становятся все глубже, что еще больше увеличивает концентрацию метана.
Продолжительность жизни людей в регионах добычи угля значительно ниже, а уровень профессиональной заболеваемости среди шахтеров превышает средний показатель по стране в 20 раз. Практически у каждого работника несколько хронических заболеваний. Чаще всего это происходит из-за ненормированного графика, использования устаревших технологий, тяжелейших условий труда, запыленности, облучения, неблагоприятного микроклимата.
Население шахтерских городов также страдает от превышающей нормы концентрации вредных веществ воздухе, воде, почве и высокого уровня шума. Опасны даже заброшенные шахты: из-за подтопления территорий в реки поступают грязные производственные воды, а в атмосферу выделяются токсичные газы.
Кроме того, на предприятиях угольной промышленности в пустотах среди пород скапливается метан. Это опасно не только с точки зрения влияния на климат (метан — парниковый газ, в 25 раз активнее углекислого), но и приводит к масштабным авариям из-за регулярных нарушений техники безопасности. Так, в конце прошлого года взрыв на шахте «Листвяжная» унес жизни 51 человека, 92 — пострадали. В 2014 году в Турции в результате взрыва на шахте в Соме погиб 301 человек. Такие аварии случаются регулярно.
Смертность от угольной промышленности в 2,5 раза больше, чем от нефтяной, в 25 раз, чем от газовой и в тысячу раз от ядерной энергетики: даже после включения в анализ катастроф в Чернобыле и Фукусиме. В среднем в результате аварий на предприятиях угольной отрасли ежегодно гибнет не менее 50 человек.
Последствия транспортировки
Перевозят уголь с помощью железнодорожных и автоперевозок, углепроводов и морским транспортом. Железные дороги — основной способ транспортировки угля. По данным ОАО «РЖД», в 2021 году погрузка составила 371,7 млн тонн (+5,2% к 2020 году).
Во время загрузки железнодорожных полувагонов несколько десятков тонн угля выпускается из бункера и ударяется о дно, а вытесняемый воздушный поток высвобождает огромное количество пыли. Площадь загрязнения увеличивают грузовики, курсирующие между районами добычи и железнодорожными терминалами перевалки угля: в результате угольная пыль распространяется на значительные расстояния вокруг карьера и вдоль дорог.
В портах, где производится перевалка, дробление и сортировка угля чаще всего продолжают использоваться устаревшие технологии. В результате пыль распространяется как в акватории портов, так и в окрестные населенные пункты. Например, жители Приморского края рассказывают, как угольная промышленность отравляет их жизнь: сажа оседает на окнах и мебели, залетает в двигатели машин и тракторов, выводя их из строя, выпадает черный снег, увеличивается количество респираторных и легочных заболеваний.
Чем же так опасна угольная пыль? По сути это мелкие минеральные частицы, образующиеся при добыче, переработке и транспортировке сырья. В ней могут находиться некоторые твердые токсические вещества, например, свинец, фосфор, мышьяк, сурьма, бор, а также их соединения. Загрязнение угольной пылью опасно для здоровья человека, потому что вызывает различные респираторные заболевания, например, пневмокониоз. Ее высокая концентрация также приводит к взрывам и пожарам. Окружающей среде угольная пыль наносит не меньший вред. Оседая на листья растений, она блокирует поры и затрудняет фотосинтез и дыхание. Ее проникновение в почву изменяет физико-химические свойства, что тоже ухудшает рост и развитие растительности.
Опасное потребление
В 2020 году Центр исследований энергетики и чистого воздуха (CREA) оценили глобальную стоимость загрязнения воздуха от ископаемого топлива — более $8 миллиардов в день или 3,3% от мирового ВВП. Из-за выбросов ежегодно умирает более 4,5 млн человек по всему миру. Кроме того сжигание одной тонны угля приводит к образованию 2,7 тонн CO2. С учетом мировой добычи угля отрасль ответственна за образование более 20,1 млрд тонн выбросов — столько же производят все отрасли Китая за два года.
В атмосферу также выбрасываются взвешенные частицы, диоксид серы, оксиды азота, угарный газ. Воздействие этих загрязнителей повышает риск возникновения онкологии, сердечно-сосудистых заболеваний и органов дыхательных путей. Наиболее уязвимые группы — дети, пожилые, беременные женщины и люди со слабым иммунитетом.
Однако уголь, биомасса и отходы сгорают не полностью. На тепловых электростанциях образуются зола и шлаки, которые содержат токсичные элементы: ртуть, мышьяк, торий и др. Их хранят в резервуарах или просто отправляют на свалки, где они попадают в почву, а летучие соединения переносятся по воздуху вместе с дымовыми газами.
Еще одна опасность, связанная с угольными шахтами и ТЭЦ, которой часто уделяется недостаточное внимание, это радиоактивность. Она вызвана естественными радионуклидами, содержащимися в угле. Радионуклиды поступают в воздух из дымовых труб и оседают в почве. Вблизи станций в несколько раз превышаются не только фоновые, но даже предельно допустимые значения урана и тория, что вызывает онкологические заболевания и опасные мутации у населения.
Котельные, особенно с устаревшим оборудованием, тоже наносят вред природе. Хотя относительно ТЭС они выбрасывают меньше вредных веществ, КПД полезного действия при сжигании угля в котельных значительно меньше. Это приводит к недожогу топлива и высвобождению более опасных веществ, например, бензпирена. Эффективность сжигания угля напрямую влияет на уровень загрязнений — чем она выше, тем меньше выбросов. Самая низкая — у печей и котлов в частном секторе, самая высокая – у современных ТЭЦ.
Старые котлы, работающие на угле, древесине и щепе выбрасывают большое количество вредных соединений в атмосферу. В частном секторе небольшая высота труб (10-15 метров), из-за этого зимой в таких районах можно наблюдать черный клубящийся дым. Решить такую проблему можно только подключением домов к общей системе теплоснабжения или ликвидацией старых котельных.
Европа, COP26 и уголь: что будет дальше
По итогам климатической конференции COP26 в Глазго, 40 стран, а также представители бизнеса и финансовых институтов подписали обязательство о поэтапном отказе от угольной энергетики. Более богатым странам рекомендовано выбрать дату окончания в 2030-х годах, более бедным — в 2040-х. Пакт призывает прекратить субсидии на ископаемое топливо, но сроки страны и компании должны устанавливать себе сами.
Генсек ООН Антониу Гутерриш считает, что миру необходимо решительно отказываться от угля. Делать это предполагается поэтапно по трем направлениям:
- отмена планируемых проектов по строительству угольных электростанций;
- прекращение международного финансирования угольных электростанций и переключение инвестиции на проекты возобновляемой энергии;
- создание новых рабочих мест за счет развития чистых источников энергии, чтобы компенсировать, потерянные в угольной промышленности.
Переход на «зеленую» энергию начался в Европе еще несколько лет назад. В 2016 году первой страной, отказавшейся от добычи угля стала Бельгия. За ней последовали Швеция и Австрия, закрывшие все свои угольные электростанции в 2020. Великобритания обязалась закрыть угольные предприятия к 2024 году. В 2020 страна провела 5 тыс. часов без угольной электроэнергии, а ранее в этом же году побила новый рекорд ветроэнергетики — она обеспечивает более трети территорий страны. В 2021 году Китай отказался от строительства новых угольных электростанций за рубежом и обязался помогать другим развивающимся странам осваивать чистую и низкоуглеродную энергетику.
Но полностью исключить уголь из энергобаланса не так просто по экономическим причинам. По итогам 2021 г. многие страны Европы нарастили импорт топлива — более 50 млн. тонн угля из России или около 46% совокупного импорта, хотя сегодняшние санкции в корне изменят картину уже к концу 2022 года. Германия также продолжает открывать собственные угольные шахты в деревнях, чтобы обеспечить свое население стабильной и недорогой электроэнергией. Польша сохраняет и расширяет свою главную угольную шахту «Туров» в Богатыне несмотря на ежедневный штраф в размере 500 тыс. евро за игнорирование решения Верховного суда Европы (CJEU). По мнению геологов, продолжение разработки рудника приведет к опасным изменениям в структуре пород: немецкие и чешские города могут буквально уйти под землю.
Угольная отрасль оказалась в неоднозначной ситуации. С одной стороны, в тренде зеленого перехода он является самым грязным источником электроэнергии, а с другой — остается надежным ресурсом по доступной цене, спрос на который растет. Тем не менее, согласно прогнозу Международного энергетического агентства (МЭА), к 2050 году почти 90% электроэнергии будет производиться из возобновляемых источников.
Откажется ли от угля Россия?
Угольная промышленность обеспечивает 1,7 млн рабочих мест в пяти регионах России, где проживает 11 млн человек. Объем добычи растет: за последние 5 лет он увеличился в 1,3 раза, было введено 300 млн тонн новых добывающих мощностей. По данным на 2020 год, Россия занимает 6-е место как по добыче угля (5,2% от мирового производства), так и по его потреблению (3,27 эксаджоулей).
Полностью отказаться от угля в ближайшие годы страны не получится. Хотя и его потребление на внутреннем рынке не растет, экспорт будет продолжать увеличиваться. В 2021 году российский экспорт составил 215,1 млн тонн (49%), а на внутренний рынок было отгружено лишь 166,6 млн тонн (37%), всего же было добыто 438,4 млн тонн. По плану развития промышленности до 2035 года поставки практически полностью уйдут из Европы в Азиатско-Тихоокеанский регион: Индию, Таиланд и Малайзию.
Эксперты прогнозируют: добыча ископаемого топлива в России к 2035 году вырастет на 10-50% и составит от 485 до 668 млн тонн. Планируется развивать новые месторождения и строить терминалы по перевалке угля. При этом компании угольного сектора адаптируются к ESG-требованиям и вводят более экологичные технологии. В качестве примера можно привести АО «СУЭК», который построил в порту Мурманска экраны, защищающие город от угольной пыли. Помимо этого, предприятия отрасли вводят программы по разработке месторождений высококалорийного угля и обогащению угля, чтобы минимизировать выбросы пыли и углекислого газа.
Меры по экологизации отрасли поддерживает и правительство. В марте 2021 Виктория Абрамченко утвердила «дорожную карту» по сокращению негативного воздействия предприятий угольной промышленности на окружающую среду. Задача плана — внедрить современные и не причиняющие здоровью человека вреда технологий закрытой перевалки угля. Правительство также поддержало проект закона о повышении ответственности за санитарные и экологические нарушения при перевалке угля в портах.
Снижение спроса на уголь неизбежно вызовет экономические проблемы добывающих территорий. Например, среди регионов РФ по вовлеченности населения в малый бизнес Кемеровская область находится на 52-м месте, Республика Хакасия — на 75-м, Забайкальский край — на 77-м, Коми на — 82-м. Чтобы полностью прекратить добычу топлива, нужны четкие планы диверсификации экономики этих регионов.
В 2021 году такие планы были приняты для Кузбасса и Республики Коми. Общие инвестиции в новые проекты могут составить до 500 млрд. Только большая часть из них все равно будет связана с добычей и переработкой полезных ископаемых, производства аммиака и карбамида, что едва ли поможет восстановлению окружающей среды. Другие проекты будут направлены на производство извести, алюминия, на строительство аэропорта, а также логистического центра онлайн-ретейлера Wildberries.
Минэнерго России выступает за развитие в стране углехимии (т.е. производство синтетического топлива). Это должно помочь отрасли постепенно адаптироваться к снижению экспортного спроса на уголь. Однако для развития этой отрасли нужны собственные технологии, квалифицированные кадры, стратегия развития и конкуренции на внешнем и внутреннем рынках.
По мнению экспертов, лучший вариант — превращение угольных областей в точки роста возобновляемой энергетики: производство ветряков, генераторов, лопастей. Это бы сделало экономику регионов устойчивее. В России уже есть подобный пример: открытие ветроэлектростанции в бывшем шахтерском моногороде Гуково (Ростовская область).
***
Европа идет к низкоуглеродному будущему быстрее, чем Россия, Индия и другие развивающиеся страны. Использование угля в энергобалансе скорее всего сохранит сегодняшние позиции еще на 5-10 лет, ведь страны АТР, Африки, СНГ потребляют большое количество этой энергии. Тем не менее растущая популярность ESG ведет к переходу на устойчивые источники энергии в мировом масштабе.
Posted in Взгляд, Земля, Климат, Обзор, Экономика, Энергетика by Экосфера with comments disabled.
Volkswagen нанял 100 овец для ухода за солнечной электростанцией
Солнечная электростанция занимает около 18 гектаров и обеспечивает завод Volkswagen электроэнергией. Чтобы трава не затеняла панели и не мешала их работе, ее необходимо регулярно скашивать. Вместо использования газонокосилок и тяжелой техники компания решила привлечь животных.
Овцы поедают траву, не повреждая оборудование. В отличие от коров или лошадей, они недостаточно высоки, чтобы дотянуться до нижнего края панелей, а их небольшой вес не приводит к уплотнению почвы. Кроме того, животные способны добираться до труднодоступных участков между рядами модулей, где технике работать сложнее.
Проект реализуется совместно с местным фермером. Животные находятся на территории станции практически весь сезон роста травы, а их благополучие регулярно контролируется. Такой подход позволяет одновременно сократить расходы на обслуживание объекта, уменьшить использование техники и снизить выбросы, связанные с ее работой.
Использование овец для обслуживания солнечных электростанций становится все более распространенной практикой. Такой подход называют солнечным выпасом (solar grazing). Он помогает совместить производство возобновляемой энергии с сельским хозяйством, сохранить биоразнообразие лугов и отказаться от химических гербицидов и частого механического покоса.
По оценкам отраслевых экспертов, подобные проекты уже применяются во многих странах Европы, а также в США и Австралии. Они рассматриваются как один из примеров агровольтаики — направления, в котором одна и та же территория одновременно используется для выработки электроэнергии и ведения сельского хозяйства.
Posted in В мире, События, Сознание, Технологии, Энергетика by Экосфера with comments disabled.
Первый водородный поезд начал перевозить пассажиров в Индии
Поезд под названием NaMo Green Rail состоит из десяти вагонов и способен перевозить около 2,6 тыс. пассажиров. Электроэнергию для движения вырабатывают топливные элементы: в них водород реагирует с кислородом, а побочным продуктом становится только водяной пар. В отличие от дизельных локомотивов, такой поезд не производит выхлопных газов непосредственно во время движения.
Силовая установка имеет мощность 1200 кВт, а максимальная эксплуатационная скорость состава составляет 75 км/ч. Для работы маршрута в Джинде создана отдельная инфраструктура для хранения и заправки водородом. По данным индийских железных дорог, это пилотный проект, который должен показать возможности использования водородной тяги на практике.
Индия присоединилась к группе стран, уже эксплуатирующих водородные поезда, в которую входят Германия, Япония, Китай и США. Несмотря на то что почти вся ширококолейная железнодорожная сеть страны уже электрифицирована, водородные поезда рассматриваются как альтернатива дизельной тяге на линиях, где строительство контактной сети экономически или технически затруднено. Железные дороги Индии также намерены добиться углеродной нейтральности к 2030 году.
Первые результаты испытаний оказались успешными. Менее чем за две недели эксплуатации поезд прошел более 1200 километров, позволив сэкономить свыше 3200 литров дизельного топлива. В ближайшее время испытания технологии планируется расширить и на другие маршруты.
Posted in В мире, События, Технологии, Транспорт, Энергетика by Экосфера with comments disabled.
Крупнейшая российская ВЭС начала работу в Дагестане
Ветропарк расположен в Новолакском и Кумторкалинском районах республики. Он включает 120 ветроэнергетических установок мощностью по 2,5 МВт каждая. Высота турбин достигает около 150 метров, длина одной лопасти — примерно 50 метров, а масса каждой конструкции превышает 320 тонн.
Плановая среднегодовая выработка станции составит 879 млн кВт·ч. Этого достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией около 240 тысяч домохозяйств, что соответствует примерно 9% общего потребления электроэнергии Дагестана.
Строительство велось в два этапа. Первую очередь мощностью 152,5 МВт подключили к Единой энергосистеме России в конце 2025 года. После завершения второго этапа, включавшего монтаж ещё 59 ветроустановок, объект вышел на полную проектную мощность.
По словам представителей республики, реализация проекта позволит создать новые рабочие места, развивать транспортную и инженерную инфраструктуру, увеличить налоговые поступления и повысить инвестиционную привлекательность региона. Кроме того, использование ветровой генерации помогает производить электроэнергию без прямых выбросов углекислого газа во время эксплуатации.
Новолакская ВЭС стала крупнейшим объектом ветроэнергетического дивизиона «Росатома». На этапе строительства было задействовано более 150 единиц специализированной техники и свыше 190 специалистов. Для возведения фундаментов также построили собственный бетонный завод и привлекли дополнительные производственные площадки.
Posted in В России, ВИЭ, События, Энергетика by Экосфера with comments disabled.
Как Советский Союз был пионером ветроэнергетики
Одна из древнейших используемых человеком энергий — энергия ветра, получила первое применение при постройке парусных кораблей, в далекой древности, порядка 6000 лет назад. Первые ветродвигатели, использовавшиеся в ветряных мельницах для помола зерна, начали использоваться во II в. до н.э. в Персии. А электричество из энергии ветра впервые добыл при помощи ветрогенератора в 1887 году британец Джеймс Блит.
Сегодня ветроэнергетика рассматривается как ключевой элемент “зеленой” экономики, без которого невозможен переход к безуглеродному получению энергии. Мощности ВЭС в мире в среднем растут на 10% в год. Россия пока качественно отстает в технологиях и масштабах получения электроэнергии из ветра, правда, Росатом стремится наверстать упущенное — существует целая программа по развитию ветроэнергетики в России. Однако, были времена, когда в нашей стране разрабатывались передовые модели ветрогенераторов, добытое из силы ветра электричество шло на обеспечение нужд народного хозяйства, а энтузиасты изобретали и внедряли собственные разработки.
«Коммунизм есть Советская власть плюс электрификация всей страны»
В. Ленин
Нехватка электроэнергии была одним из ключевых препятствий на пути модернизации экономики и жизни СССР после трагичных событий, давших рождение советской республике. Тем больше надежд возлагалось не только на упорный труд в попытке “догнать и перегнать”, но и на какое-нибудь неожиданное решение, способное перенести общество, как сквозь кротовую нору, из отсталости в технологическое электрифицированное будущее. Таким решением вполне могла бы оказаться ветроэнергетика.
Покоряя энергию ветра
Систематические научные исследования по получению электроэнергии из ветра были начаты уже в 1918 году, когда профессор Николай Егорович Жуковский основал Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ). В задачи Отдела ветряных двигателей в нем входили: “изучение ветряных двигателей как теоретическое, так и экспериментальное; обработка и систематизация соответственного литературного материала; изыскание способов применения ветряных двигателей к различным отраслям промышленности; составление проектов двигателей.”
Заведующий отделом, Николай Валентинович Красовский, опытный летчик, участник Первой мировой войны, начал опыты в 1919 году с небольшого американского ветрячка, установленного на крыше Аэродинамического института в Кучине. А уже в 1923 году, на Первой сельскохозяйственной выставке в Москве, командой отдела был представлен новый ветрогенератор с динамо-машиной, получивший диплом I степени. Размер башни, на которой был установлен аппарат, составлял 25 метров, а диаметр лопастей шесть метров.
Было решено установить такой ветрогенератор на Бакинских нефтепромыслах. Под руководством Красовского, на нефтяной вышке поставили ветрогенератор с диаметром лопастей уже 14 метров. Так это непростое предприятие описывалось в советской литературе:
“Руководил сборкой Красовский. Он сам вязал бревна для подъема наверх, первый лез туда, куда боялись лезть рабочие, увлекая их своим примером. Но рабочие, зараженные примером инженера, и сами скоро освоились с необычной для них работой на большой высоте. Все это время, пока строился ветряк, Красовскому пришлось вести спартанский образ жизни. Не было подходящего помещения для жилья и даже мебели. Конструктор спал на голых досках, подстелив под себя газету и покрывшись солдатской шинелью, с которой он не расставался.”
Самая мощная в мире ВЭС
Видимо, бакинский опыт оказался вполне успешным, так как работы продолжились, в ЦАГИ под руководством Григория Харлампиевича Сабинина была создана уникальная ветросиловая лаборатория, а в 1931 году в Балаклаве (Крым) был введен в строй первый экспериментальный ветроагрегат мощностью 100 кВт — самый мощный в мире на тот момент.
Ротор для этого аппарата был разработан Сабининым и Красовским на основе точных вычислений и экспериментальных исследований в ветросиловой лаборатории ЦАГИ; Опорную конструкцию спроектировал знаменитый архитектор Владимир Шухов (создатель легендарной башни), а аппаратную часть — талантливый инженер Юрий Кондратюк. Интересно, что Кондратюк во время утверждения проекта был в ссылке, поэтому документ подписывал Николай Никитин, который позже спроектирует Останкинскую башню. До самой войны эта огромная ветроустановка весом в 9 тонн и диаметром лопастей в 30 метров давала электричество для трамвайной линии Балаклава–Севастополь, но боевые действия на полуострове, увы, не пережила.
Уже в 1932 году Наркомтяжпром объявил конкурс на проект Крымской ветроэлектростанции, которая должна была обеспечивать электроэнергией все южное побережье полуострова. Проект выиграл Кондратюк — башня должны была достигать высоты 165 метров и обладать двумя 80-метровыми ветроколесами, размещенными на двух уровнях. Проект поддержал нарком Орджоникидзе и работы даже начались, в 1936 году для ветрогенератора на 12 000 кВт был построен фундамент возле горы Ай Петри. Однако вскоре после смерти наркома масштабы проекта были сокращены, а уже в 1938 году проект и вовсе свернули и воплощения он так и не получил.
Тогда же было налажено серийное производство ветрогенераторов малой мощности (3–4 Квт), использовавшиеся в сельском хозяйстве и кустарной промышленности, преимущественно в отдаленных районах. Например, в родном стойбище чукотского писателя Юрия Рытхэу Улак, электрическое освещение появилось в конце 1930-х годов именно благодаря ветродвигателю, который обеспечивал электроэнергией и соседнюю полярную станцию.
Проект ветроэлектрификации всей страны
Другое неоспоримое достижение советской ветроэнергетики 1930-х годов — ветроэлектростанция Уфимцева, построенная в Курске знаменитым энтузиастом, “поэтом в области научной техники”, как выразился близко общавшийся с ним Максим Горький. Анатолий Георгиевич Уфимцев — курский самоучка, внук купца и астронома-любителя Ф.А. Семенова, родился в 1880 году. Он не закончил даже реальное училище, но с ранних лет занимался изобретательством. В 16 лет он соорудил специальное перо для копирования прокламаций, а в 1898 году изготовил с друзьями взрывное устройство и, руководствуясь антицерковными мотивами, произвел взрыв в церкви (никто не пострадал), за что впоследствии получил пять лет ссылки в Акмолинске.
Всю свою жизнь, не считая ссыльных лет, изобретатель прожил в родном Курске. Всего он получил 68 патентов, включая несколько интересных новаторских конструкций самолетов и двигателей. В 1929 году, Уфимцев построил в Курске довольно мощную (7 кВт) ветроэлектростанцию, впервые в мире оснащенную аккумулятором для равномерной отдачи энергии ветродвигателя и поворотными лопастями. Высота станции составляла 42 метра, а диаметр лопастей 9 метров. Часть средств на постройку выделило правительство, кроме того, активную поддержку изобретателю оказывали в ЦАГИ. Важно, что для энтузиаста Уфимцева это был не просто эксперимент ради науки и техники — он, вместе с известным в то время ученым-теоретиком профессором Ветчинкиным, провел статистические расчеты по районам России и они подтвердили гипотезу, что вся энергетика страны может быть основана на энергии ветра. Дело оставалось только за техническим воплощением.
Ветроэлектростанция Уфимцева успешно работала, давая электропитание дому и мастерской изобретателя, а также освещая еще несколько домов по улице. Более масштабную ветроэлектрификацию остановила внезапная смерть изобретателя: 1936 году Уфимцев заболел тифом и скончался. Его творение не переставало работать, перенесло войну и оккупацию, но в 1957 году было остановлено для ремонта и замены деталей. К сожалению, техническая документация не сохранилась, а инженеры не смогли разобраться в конструкции, так что уникальную ветроэлектростанцию запустить снова уже не удалось.
От энергии ветра к нефти
После Второй мировой войны развитие ветроэнергетики в СССР не остановилось, в то время как в странах Запада эта отрасль на тот момент не приобрела сколько-то заметного потенциала. Имея за спиной значительные теоретические и технические наработки, ветроэнергетика развивалась и внедрялась в различные отрасли народного хозяйства. В 1950-е годы в стране производилось до 9 тысяч ветроустановок в год единичной мощностью до 30 кВт. На целине в Казахстане впервые была сооружена многоагрегатная ветроэлектростанция, работавшая в паре с дизелем, общей мощностью 400 кВт.
Издавались научно-популярные книги и специализированная научная литература о строении ветродвигателей и их применении в экономике (от механизации животноводческих ферм, до электрификации отдельных железнодорожных будок). Изготовление и совершенствование ветряков стало излюбленным хобби для многих советских энтузиастов.
В 1960-е годы, когда были открыты казавшиеся неисчерпаемыми нефтяные и газовые запасы Сибири, развитие ветроэнергетики в СССР было заморожено. Ископаемая энергия была значительно дешевле, получил развитие “мирный атом”, и советская экономика переориентировалась на строительство ТЭС, ГЭС и АЭС.
Уже в ходе Перестройки, в условиях крайнего дефицита, внутри министерств родился и был согласован проект по модернизации и развитию ветроэнергетики. МКБ «Радуга» Минавиапрома СССР и НПО «Южное» Минобщемаша СССР к 1990 году организовали серийное производство современных ветроэнергетических установок мощностью 200, 250 и 1000 кВт. Началось создание первых крупных системных ветроэлектростанций: Восточно-Крымской, Ленинградской, Калмыцкой, Магаданской и Заполярной (в Воркуте). Со скрипом начавшийся проект быстро заглох после того, как СССР перестал существовать, а развитие ветроэнергетики в России было фактически приостановлено на два десятилетия.
Тем временем, стоимость электроэнергии полученной от силы ветра стремительно дешевела благодаря развитию технологий и завоевывала свою нишу на мировом рынке. Попытки восстановления отрасли в России, предпринятые в нулевые годы, провалились, и только несколько лет назад начали действовать государственные программы поддержки и развития ветроэнергетики. Благодаря этим запоздавшим мерам, в России снова строятся ветроэлектростанции (крупнейшая запущена совсем недавно в Ставропольском крае), ведутся научные разработки и налаживается собственное производство ветрогенераторов совместно с датской компанией Vestas.
Правда, сегодняшние российские достижения выглядят весьма скромно на фоне мирового уровня развития ветроэнергетики. Мощность отечественных ветроустановок всего лишь немного превышает 600 МВт, а к 2024 году планируется увеличить этот показатель до 1,8 ГВт. Для сравнения, в Китае только в 2017 г. мощность ветроустановок составила 188,4 ГВт, в США 89 ГВт, в Германии 56,1 ГВт — и каждый год эти показатели увеличиваются в среднем на 10%. Так что пока Россия только строит свои новые ветроэлектростанции на основе зарубежных технологий, во многих странах этот тип зеленой энергии уже занимает заметную долю в общем производстве электричества. Все это особенно печально, если вспомнить, что когда-то СССР был одним из лидеров ветроэнергетики.
фото на обложке: Дмитрий Солодянкин / https://zen.yandex.ru/netakie
Posted in Взгляд, История, Энергетика by Экосфера with comments disabled.