Что нам ветер на вопросы ответит?
15 июня — Всемирный день ветра! В рубрике «Имени языка Эйнштейна» разбираемся, сколько стоит в России ветряная энергия, какая ветряная электростанция самая мощная в мире и почему страдают летучие мыши.
Как появился праздник
Отмечать этот день решили в 2007 году Всемирный совет по энергии ветра и Европейская ассоциация ветроэнергетики. Его смысл — напомнить, что классических источников питания недостаточно и необходимо перейти на альтернативные. Например, на ветряные электростанции (ВЭС).
Никаким сакральным значением именно эта дата не обладает, и очевидных параллелей с днями чествования других природных стихий тоже нет. Например, Всемирный день водных ресурсов отмечается 22 марта, а День Земли — 22 апреля.
Из истории любви человека к ветру
Во многих древних культурах ветер считался символом быстротечности времени и дыхания божественных сил. Воздуху поклонялись и приносили жертвы. Причем, традиции взаимодействия с этой стихией восходят к нашим весьма далеким предкам. У индуистов воздушным пространством повелевает бог Ваю́, а помогают ему ответственные за бурные ветра Маруты. В древнегреческой мифологии есть сюжет о разгневавшейся Артемиде, создавшей безветрие во время Троянской войны. Чтобы сменить гнев богини на милость, царь Микен Агамемнон даже согласен принести в жертву самую красивую из дочерей — Ифигению, но в последний момент Артемида жалеет девушку и меняет ее то ли на теленка, то ли на лань.
На ветер как источник энергии первыми обратили внимание жители Шри-Ланки — сингалы. Уже в третьем веке до н. э. они научились использовать муссонные ветры для розжига печей. Первые ветряные мельницы, кстати, тоже появились до новой эры.
Фотография Эльвиты Адамс. Источник: chronoton.ru
За и против энергии ветра
ЭКОЛОГИЯ
В первую очередь обсуждают, конечно, экологичность ветряной электроэнергии. Пассивная помощь этой отрасли проявляется в снижении уровня добычи и сжигания ископаемого топлива, то есть газа, угля и нефти. Кроме того, при использовании энергии ветра нет опасности ядерной аварии.
Менее известный вариант ветряных электростанций — морские. Во время работы они перемешивают воду, насыщая ее атмосферным кислородом. Благодаря этому в районе действия станций увеличивается объем воды, пригодной для проживания морских обитателей. Это хорошо для размножения проживающих там особей. А еще затонувшая биомасса — окончившие свою жизнь звери и растения — быстрее разлагается, когда вода более насыщена кислородом.
Но есть и ряд проблем, связанных с использованием таких станций. Так, крупные ветряные фермы меняют циркуляцию ветра в местности. Сталкиваясь с лопастями, воздушный поток часть своей энергии преобразует в тепло — атмосфера разогревается. Кроме того, при взаимодействии с вращающимся элементом приносимая ветром влага конденсируется. Подветренная сторона лишается необходимой воды, и может начаться засуха.
А еще из-за перепадов давления возле работающей станции могут пострадать животные. Обычно думают про птиц, однако они травмируются относительно редко. А вот летучие мыши подвергаются большей опасности: они более восприимчивы к перепадам давления, из-за этого могут потерять управление и попасть в лопасти. По подсчетам шведских ученых, за год ВЭС убивает до 10–15 животных.
Источник: spb.aif.ru
Одна из серьезных проблем как ветряной, так и солнечной энергетики — неумение современных людей запасать подобную энергию. Как только ветер слабеет, а солнце садится, нужно снова включать дизельный генератор или жечь уголь.
ДЕНЬГИ
Производить ветряную электроэнергию — недорого. В 2021 году в России наименьшая стоимость одного такого киловатт-часа была примерно 2 рубля 70 копеек. Это почти в два раза дешевле производства солнечной энергии.
Для сравнения, сейчас один киловатт-час работы газовой плиты при одноставочном тарифе (когда оплачивается только потребленная энергия, без учета мощности) в Петербурге стоит 5 рублей 70 копеек. А за работу электрической плиты придется отдать чуть меньше 4 рублей 30 копеек.
Пользоваться энергией ветра можно не только от большой фермы, но и от маленьких частных генераторов. Причем их стоимость начинается от 12 тысяч рублей за станцию мощностью 200 ватт. А генератор на один киловатт можно найти в пределах 30–35 тысяч.
Мировые лидеры в отрасли
В 2019 году в Дании с помощью ветрогенераторов было произведено 48 % всего электричества, а в Евросоюзе в целом — 15 %. К 2022 году показатели выросли, и сейчас европейские страны в среднем получают 22 % энергии от ветра против 20 % от газа. Это настоящее событие: доля от возобновляемых ресурсов впервые обогнала невозобновляемые источники.
Тем не менее, пять крупнейших ветряных электростанций планеты расположены не в Европе. Самая большая в мире — китайская Ганьсу. Она находится на севере страны, на окраине Гоби — обширной жаркой пустыни на границе Китая и Монголии. Ганьсу была введена в эксплуатацию в 2009 году и производит до 10 миллионов киловатт в год. Для сравнения: за «домашний» 2020 год Петербург потребил чуть меньше 24 миллионов киловатт.
ВЭС Ганьсу. Источник: humor.fm
На втором и третьем местах — индийские станции Муппандал 2011 года и первая в мире солнечно-ветровая Джайсалмер, введенная в эксплуатацию в прошлом году. Замыкают пятерку лидеров две ветровые фермы из Соединенных Штатов. Эта же страна — родина прототипа современного ветрогенератора. В 1888 году местный изобретатель и промышленник Чарльз Браш построил ветряную установку диаметром 17 метров.
Также внимания заслуживает морская станция London Array. Она расположена в месте впадения Темзы в Северное море, в 20 км от берега. На момент открытия в 2013 году это была крупнейшая шельфовая станция в мире, сегодня ее мощности хватает для питания 47 тысяч домов. Самый же высокий на данный момент ветрогенератор (246,6 метров) находится в немецком городе Хайдорф. Но он не так эффективен: питает только тысячу домов.
Ветряные станции России
Отечественная история ветрогенераторов началась сто лет назад. В 1920-х годах в СССР были разработаны первые подобные установки для сельского хозяйства. «Крестьянский ветряк» давал энергии для освещения 150–200 дворов и работы одной мельницы.
Уже в 1931 году в Курске появилась первая в мире ветроэлектростанция с инерционным аккумулятором, способная запасать небольшое количество энергии. Ее разработал и построил на собственные средства Анатолий Уфимцев, и несколько лет его электростанция освещала дом и давала энергию для мастерской изобретателя-самоучки. Через пять лет автор умер, но его ветрогенератор продолжал работать до 1957 года, когда был заброшен. В 2011 году электростанцию признали объектом культурного наследия федерального значения и в 2016 году ее внешне отреставрировали, однако механизм так и не восстановлен.
Ветроэлектростанция Уфимцева. Источник: wikipedia.org
Сейчас в России почти 1200 ветряных установок и несколько десятков мощных станций. Самая производительная из них — Кочубеевская ВЭС в Ставропольском крае, она построена в 2021 году и обладает мощностью в 210 мегаватт.
В конце 2021 года Инвестиционный совет Ленинградской области одобрил проект ветропарка «ВЭС Свирица» с запланированной стоимостью — 7,5 млрд рублей. Для сравнения, на строительство «Газпром Арены» ушло не менее 43 млрд. Комплекс ветряных станций должен появиться в одноименном поселке Волховского района, недалеко от Ладожского озера, в 2025 году. Площадь будущего ветропарка — 1200 га, здесь расположатся 19 установок для выработки электроэнергии.
Источник: lenoblces.ru
Планируемая мощность — 71 мегаватт, этого должно хватить для питания пяти тысяч местных домохозяйств. В перспективе подобные сооружения могут появиться и в других районах Ленобласти, а также в других субъектах РФ.
Источник фото на обложке: news.cision.com
