Ветер, солнце и вода — история зелёной энергетики
Полный гайд по истории возобновляемых источников энергии
Полный гайд по истории возобновляемых источников энергии
Автор текста: Олеся Викулова
Рисовала картинки Полина Ильина
История опубликована 11/08/2021 0 Comments —> 11 минут
Сегодня тема возобновляемых источников энергии (ВИЭ ) интересует не только профессионалов, но и обычных людей. О ней много говорят в новостях, а экологи призывают глав стран в кратчайшие сроки перейти на зелёные технологии, чтобы приостановить климатический кризис. Многие страны, включая Европейский Союз , уже начали реализовывать собственные программы зелёного курса, где ВИЭ играют ключевую роль.
Тема ВИЭ вызывает и множество разногласий в самых разных кругах: «Если такая энергия не наносит урона планете, почему мы всё ещё используем уголь, нефть и газ?» или «Я слышал, это очень дорого, нас просто хотят обмануть эти зелёные корпорации».
И если на западе, да и во многих других странах этот этап уже пройден, то для России ВИЭ зачастую воспринимается как что-то новое.
Более того, по мнению скептиков, «новые технологии» ещё не доказали своей эффективности. Но так ли это?
Новое или хорошо забытое старое
На самом деле возобновляемая энергетика — самый древний и безопасный способ получения энергии. На протяжении веков возобновляемая энергия была единственным доступным источником энергии для жителей Земли, если не брать мускульную силу самого человека и животных. А вот ископаемые источники энергии взяли верх только во время промышленной революции — всё дело в том, что они просто оказались выгоднее на определённом этапе развития цивилизации. Однако в то время никто не предполагал, что уголь, нефть, а затем и газ нанесут непоправимый урон климату планеты буквально за какую-то сотню лет. Так, ископаемое топливо оказалось бомбой замедленного действия, а проверенное веками ВИЭ — на долгие годы ушло на второй план.
Чтобы разобраться во всех тонкостях темы возобновляемой энергетики, мы подготовили для вас серию материалов, первый из которых мы посвящаем истории возникновения ВИЭ. В нём обсудим историю трёх самых широко упоминаемых видов возобновляемой энергетики — солнечной, ветряной и гидроэнергетики, чтобы увидеть, какой огромный путь проделала наша цивилизация в сфере зелёных технологий.
Ветроэнергетика
История ВИЭ — это история больших открытий, начавшихся ещё до начала нашей эры. На протяжении тысячелетий люди искали способы получения энергии новыми способами. Использование человеком ветра берёт своё начало из древности. Давайте вспомним парусные суда Древнего Египта, Греции и других цивилизаций, которые люди использовали ещё 5500 тысяч лет назад. Позже начали появляться мельницы и естественная вентиляция.
Ветряные мельницы веками использовались на Востоке (в Китае, Персии и других странах) и только к X—XII веку перекочевали в Европу, где особое распространение получили на территории современных Нидерландов и ряде других северных стран. В странах с низкими температурами такой способ получения энергии имел серьёзное преимущество перед использованием кинетической энергии воды, которая могла замерзать в зимний период. Мельницы использовали веками без серьёзных модификаций.
Только в 1854 году Дэниел Халладей придумал саморегулирующийся ветряной насос и систему, при которой мельница могла автоматически поворачиваться по направлению ветра. Тогда же деревянные лопасти заменили на металлические.
Поворотным также стал и 1887 год, когда была создана первая в мире ветряная турбина, которую можно было использовать для производства электроэнергии. Шотландский учёный Джеймс Блит использовал её для освещения собственного дома (излишки электроэнергии он даже предлагал жителям своей улицы, но они отказались). Таким образом он стал первым человеком в мире, который автономно обеспечил себя электричеством за счёт энергии ветра. Уже на следующий год первый ветрогенератор появился и в США. Чарльз Браш сконструировал уже более сложный и крупный ветрогенератор, чтобы так же провести электричество в свой дом. Его компания Brush Electric в штате Огайо была продана в 1889 году, а уже в 1892 году объединена с Edison General Electric Company в легендарную компанию General Electric.
В 1891-1895 датский учёный Пол Ля Кур занимался разработкой и усовершенствованием этой технологии представил обществу ветрогенератор, который обеспечивал стабильное напряжение. В дальнейшем он создал прототип электростанции для освещения не одного дома, а уже целой деревни.
В двадцатых годах прошлого века французский учёный Джордж Дарье изобрёл первую вертикальную турбину (в США её запатентовали только в 1931 году). Форма лопастей довольно сильно отличалась от лопастей современных вертикальных турбин. Их ещё называют ортогональными ветрогенераторами.
И уже в 1930-х годах учёные Джо и Марселлус Джейкобс из США открыли первую фабрику по производству и продаже небольших ветряных турбин в Миннеаполлисе — Jacobs Wind (сейчас это самая старая компания в США, которая создаёт оборудование для возобновляемой энергетики). В сельских районах США фермеры использовали их преимущественно для освещения.
Кстати, предшественником современных ветряков часто называют ялтинский ветряной двигатель, который обладал серьёзной мощностью не только для того времени, но и для сегодняшних дней. Более того, его производительность была весьма близка к той, что показывают современные ветрогенераторы.
В 1941 году была запущена первая в мире ветряная турбина мощностью в один мегаватт (в штате Вермонт, США). Конструкция была подключена к местной электросети. К 1957 году та самая компания Jacobs Wind продала уже 30 000 турбин в самые разные уголки планеты. Но поворотным годом в развитии ветряной энергетики стал 1973 год, когда было объявлено нефтяное эмбарго поставщиками нефти, и цены на нефть взлетели вверх. Это вызвало большой интерес к альтернативным источникам энергии. И уже в 1980 году открылась первая в мире ветряная электростанция на 20 турбин (США).
В дальнейшем ветряная энергетика развивалась намного стремительнее. К 1980-м годам США при поддержке Национального научного фонда и Министерства энергетики уже проводили серьёзные исследования в области ветрогенерации. Именно в этот период появились новые технологии в постройке ветрогенераторов, а их единичная мощность достигла мегаваттного класса. Этого удалось добиться, изучая аэродинамику ветряных установок. Тогда стало понятно, что получение энергии с помощью ветра может стать по-настоящему масштабным. И уже в 1991 году открылась первая в мире морская плавучая ветряная электростанция в Дании, а в Великобритании береговая ветряная электростанция.
В 2019 энергетическая компания Equinor получила разрешение на строительство крупнейшей в мире плавучей морской ветряной электростанции в районе Тампена в Северном море. Ожидается, что такая электростанция сможет обеспечить электричеством не менее 4,5 млн домов.
Солнечная энергетика
Если ветроэнергетика скорее модифицировалась и совершенствовалась, то с солнечной энергией дела обстоят иначе. Здесь открытия учёных в течение последних десятилетий кардинально изменили способы использования солнечного света.
Древние люди использовали солнечный свет для нагревания пищи, отопления домов и розжига. В первые века нашей эры — 100-400 годы — стал популярен солнечный нагрев воды. Римский архитектор Ветрувий после поездки в Грецию, где уже строили дома на южную сторону для дополнительного отопления за счёт нагревания стены и всего здания солнечными лучами, решил применить эту идею и в Риме. Так были усовершенствованы римские бани, которые тоже нагревались с помощью солнца.
Сложно оценить, когда человечество подошло к идее использовать солнечную радиацию для получения электрической энергии. Если уходить к самым истокам направления, то стоит вспомнить Александра Беккереля, который ещё в 1839 году изучал влияние света на электролиты. Кстати, для изучения использовались зеркала и линзы. Он сумел с помощью специального раствора (на базе хлорида серебра и кислотного раствора) создать ячейку, которая не просто нагревалась, а производила электрическую энергию.
Но настоящий прорыв случился в 1860 году, когда француз Огюстэн Мушо изобрёл первую в мире солнечную энергетическую систему. После своих предсказаний, что однажды наши запасы угля закончатся, Мушо провёл испытания своего «солнечного счётчика».
Первым же, кто открыл солнечные батареи, стал Чарльз Фритц, который в 1883 году создал собственную настольную электростанцию: она работала от небольшой позолочёной селеновой пластинки. И уже через год он установил солнечные батареи на крыше в Нью-Йорке.
В дальнейшем появление современной теоретической физики помогло создать основу для более глубокого понимания фотовольтаики — получения электрической энергии за счёт солнечной радиации. Уже в 1888 физик Вильгельм Халлвакс описал физику фотоэлектрических элементов в так называемом эффекте Холлваха. А всего через 7 лет Альберт Эйнштейн опубликовал «Об эвристической точке зрения на производство и преобразование света», в которой объяснил, как свет создаёт электрический ток, выбивая электроны из атомов в определённых металлах. В дальнейшем он же дал теоретическую основу фотовольтаике, на основе которой в дальнейшем развивалась солнечная энергетика.
В 1916 году химик Ян Чохральский изобрёл метод создания монокристаллов металла. Это стало основой для создания полупроводниковых пластин, которые до сих пор используются в электронике, включая фотоэлементы.
Но вот начало использования солнечных панелей, какими мы знаем их сейчас, случилось только в середине XX века. Американская компания «Лаборатории Белла (Bell Labs)» вывела солнечную энергетику на коммерческий рынок. Ещё в 1941 году инженер компании Рассел Ол подал патент на первый монокристаллический кремниевый солнечный элемент. И не проиграл, так как в послевоенное время произошёл дефицит энергии.
И в 1954 году компания продаёт свой первый эффективный кремниевый солнечный элемент. Конечно, он не был таким производительным, как современные солнечные панели (КПД — всего 6 процентов), но они всё равно стали популярны настолько, что началось стремительное развитие отрасли: уже через несколько лет был создан первый космический корабль на солнечных батареях, по Лондону проехал первый автомобиль с солнечными батареями на крыше. Более того, всего через 8 лет Bell laboratories уже обеспечивали питание первого спутника связи, работающего на солнечной энергии.
В начале 1960-х годов Жорес Алфёров и Герберт Крёмер независимо предложили научное решение, позволившее резко поднять КПД солнечных панелей за счёт полупроводниковых гетероструктур. В 2000 году учёные были удостоены Нобелевской премии за развитие физики полупроводниковых гетероструктур. Возможно, не все знают, но советский космический корабль Союз-1 стал первым космическим кораблём на солнечных батареях , на борту которого находился человек.
На данный момент такие страны как США, Китай и многие другие активно развивают солнечную энергетику. Одним из драйверов такой поддержки стал вопрос климатических изменений. Постоянные климатические аномалии, которые влияют как на жизнь людей, так и на экономику целых стран заставили обратиться к энергии солнца, которую использовали столетиями и которая даёт потенциал для дальнейшего развития.
Гидроэнергетика
Гидроэнергетика — направление энергетики, связанная с преобразованием кинетической энергии водного потока в механическую и электрическую энергию. Использование энергии воды также берёт своё начало из древних времён.
Всё началось около I века до нашей эры, когда древние греки начали использовать первое водяное колесо, чтобы молоть пшеницу. Параллельно в это же время аналогичное изобретение появилось и в Китае.
Конечно, это была самая простая форма использования энергии воды, но именно она послужила предпосылкой для современных технологических достижений в области гидроэнергетики.
Водяное колесо с рядом модификаций использовалось на протяжении десятков веков.
К XIII веку его использовали уже в производстве пороха и стали, что помогло Средневековой Европе стать лидером в военной сфере. К XVII веку этот вид энергетики сыграл решающую роль в американской и европейской технологической революции, его использовали уже на многочисленных предприятиях: в лесопильной, текстильной промышленности и многих других.
Но всё меняется в XIX веке. В 1827-1831 годы происходит сразу несколько крупных открытий. Французский инженер Бенуа Фурнейрон создаёт свой первый прототип новой модели водяного колеса под названием «турбина 5». А в 1831 году английский физик Майкл Фарадей открыл электромагнитную индукцию и разработал первый в мире трансформатор и электрический генератор — основы электрогенерации и современной электроэнергетики.
В 1878 году пока учёные совершенствовали модели турбин, английский инженер и промышленник Уильям Армстронг объединил работы своих предшественников и построил первую в мире малую гидроэлектростанцию.
Уже через десятилетие, в 1891 году произошёл настоящий научный переворот в передаче электрической энергии и гидроэнергетике после того, как русский изобретатель Михаил Осипович Доливо-Добровольский (работал в Германии) создал работы по передаче трёхфазного тока. Его конструкция трансформатора до сих пор используется без существенных изменений. Первая передача электрической энергии с высоковольтным трёхфазовым током произошла на выставке во Франкфурте. Там был установлен фонтан, который приводился в движение гидравлическим насосом и двигателем Доливо-Добровольского. Это был самый мощный на то время трёхфазный асинхронный двигатель в мире (с этого открытия началась и современная история электрификации).
1913 г. Австрийский профессор Виктор Каплан изобретает турбину Каплана, турбину пропеллерного типа с регулируемыми лопастями.
Также серьёзным прорывом стало преобразование приливной энергии Мирового океана в электричество — в 1966 году во Франции открылась первая в мире приливная электростанция Ля-Ранс.
Greenpeace в части ГЭС на реках поддерживает развитие только малых ГЭС.
Всё дело в том, что крупные плотинные ГЭС на реках (с установленной мощностью 25 МВт и более) не только меняют речные экосистемы в худшую сторону, ведут к исчезновению популяций ценных рыб, но и обостряют конкуренцию между водопользователями. Кроме того, искусственные водохранилища, создаваемые для функционирования гидроэлектростанций, могут быть значительным источником выбросов парниковых газов.
Согласно существующим оценкам, в некоторых случаях такие водохранилища в средних широтах могут выделять столько же парниковых газов, сколько их аналоги в тропических широтах. Поэтому, несмотря на то, что эмиссии парниковых газов могут сильно различаться от одной ГЭС к другой, наличие потенциала серьёзных выбросов с водохранилищ крупных ГЭС также не позволяет отнести такие проекты к низкоуглеродным.
Что будет дальше
У ВИЭ была долгая история становления, но только в последнее десятилетие они стали развиваться стремительно в связи с глобальной борьбой с климатическим кризисом.
Однако в России современные ВИЭ пока находятся на начальном этапе развития.
Greenpeace всецело поддерживает переход на зелёную энергетику. Именно поэтому мы составили рейтинг регионов России , в котором проанализировали, насколько Россия готова к переходу на зелёные технологии и программу «Зелёный курс», включая ВИЭ.
В 2020 года эксперты Greenpeace представили программу «Зелёный курс», которая поможет стране выйти не только из экономического, но и из климатического кризиса. Программа была составлена Greenpeace на основе предложений более 150 общественных организаций и призвана изменить ситуацию в России на системном уровне.
Краткая история мировой ветроэнергетики: от зарождения и становления до максимального расцвета.
Люди используют энергию ветра на протяжении многих тысяч лет. Ветер помогал древним египтянам управлять лодками на реке Нил, помогал персам качать воду и молоть зерно между 500 и 900 года до н.э. Ветряные мельницы распространились из Персии на Ближний Восток. В Европе активно использовать ветер начали уже в 1000 годах н.э., преимущественно в северных странах, таких как Нидерланды. На протяжении всей истории человечества активность использования ветра не была постоянной — то росла, то снижалась в разные периоды. И только в последние полтора века ветроэнергетика стала по-настоящему завоевывать свое место.
Дальше мы рассмотрим основные события этого периода, и проследим становление и расцвет ветроэнергетики. А также расскажем, как отрасль развивалась в СССР и России.
1887 год: Впервые ветряную турбину использовали для производства электричества. Произошло это в Шотландии. Ее создал профессор Джеймс Блит. Высотой турбина была 10 метров и использовалась для обеспечения дома профессора светом. Это был первый в мире дом, которые использовал электричество от энергии ветра.
1888: Первая турбина в США. Создал ее Чарльз Бруш, чтобы провести электричество в свой особняк.
1891: Датский ученый Пол Ля Кур разработал ветрогенератор, который мог обеспечить постоянный поток электроэнергии.
1895: Пол Ля Кур создает протатип электростанции, которая используется для освещения деревни Асков.
К 1900 году: около 2500 ветряных мельниц в Дании общем мощностью 30 МВт используются для механических работ, например, размалывают зерно и перекачивают воду.
1903: Пол Ля Кур создает Общество ветроэлектриков. Он стал первым человеком, который открыл, что турбина с несколькими лопастями крутится быстрее и эффективнее, чем турбина с большим количеством лопастей.
К 1908 году: 72 электрогенерирующих систем запущено по всей Дании. Их мощность была от 5 Вт до 25 Вт.
1927: Джо Джейкобс и Марселлус Джейкобс открыли фабрику Jacobs Wind в штате Миннесота, США. Она производила ветрогенераторы для использования на фермерских хозяйствах. В то время фермы в США часто не имели доступа к электросетям, особенно удаленные от крупных и средних городов. Чаще всего турбины использовались для зарядки аккумуляторов и освещения.
1931: Французский инженер Джордж Джей Дарье разработал турбину с вертикальной осью вращения, которую назвалDarrieus, и чуть позже запатентовал. Этот тип ветряных турбин имеет достаточно узкую область применения, но при этом используется и сегодня.
1931: Горизонтально-осевой ветрогенератор построен в Ялте. Когда мы сегодня видим ветрогенератор, то это как раз и есть горизонтально-осевой. Ветрогенератор в Ялте имел мощность 100 кВт, высоту башни 32 метра и коэффициент загрузки 32%.
1941: В США к местной электрической распределительной сети подключен первый мегаватный ветрогенератор. В штате Вермонт возвели 1,25 МВт турбину. Длина его лопастей была почти 23 метра.
1957: Компания Jacobs Wind производит и продает около 30 000 турбин, включая покупателей из Африки и Антарктики.
1957: Йоханнес Йул, бывший студент Пола Ля Кура, построил ветрогенератор из 3 лопастей диаметром 24 метра. Конструкция этого генератора достаточно проста и используется до сих пор.
1975: Американское космическое агентство NASA запускает программу по ветроэнергетике. Исследовательская программа стала первооткрывателем многих ветроэнергетических технологий: башни из стальных труб, генераторы с переменной скоростью, лопасти из композитных материалов, а также различные аэродинамические, структурные и акустические инженерные решения. Крупные ветрогенераторы, разработанные в рамках этой программы, установили несколько мировых рекордов по размерам и мощности.
1975: Запущен первый в США ветропарк, который производил достаточно энергии для 4 000 домов.
1978: В США приняли политику государственного регулирования отрасли. Президент подписал акт, который обязывал компании покупать определенные объемы электроэнергии из возобновляемых источников.
1980: Средняя стоимость ветряной электроэнергии в США — 0,38$ за кВт.
1980: Построен первый в мире ветропарк, состоящий из 20 турбин.
1980-е: Дания начинает осваивать прибрежный ветер.
1981: Второй ветропарк в США. Общая мощность установленных ветрогенераторов составила примерно 10 мВт, этого было достаточно, чтобы обеспечить энергией 8 500 домов.
1982: США за год удваивает количество ветропарков — с 2 до 4. Они вырабатывают энергию для 13 500 домов.
1983: В США работают уже 8 ветропарков, энергии которых достаточно для 109 000 домов.
1987: В рамках программы по ветроэнергетике NASA разрабатывает 3,2 мегаваттный ветрогенератор. Это была первая крупная турбина с изменяемой скоростью привода и секционным двухлопастным ротором, что позволяло легко его транспортировать.
1990: На территории США работают 46 ветропарков, вырабатывая энергию достаточную для 300 000 домов.
1991: На юге Дании ввели в эксплуатацию первый в мире прибрежный ветропарк, который состоял из 11 турбин. Мощность каждой составляла 450 кВт.
1991: Великобритания построила первый ветропарк на своей территории, в Корнуэле. Общей мощности хватало на обеспечение энергией 2 700 домов.
1995: Индия начинает заниматься ветроэнергетикой. Была создана компания Suzlon Energy, которая занялась производством, установкой и обслуживанием генераторов.
1995–2000: Коммерческие роторы турбин достигают диаметра 50 метров и мощности 750 кВт. Это в 10 раз больше, чем 10 лет назад.
1996: Совокупная мировая мощность достигает 6 100 мВт.
1998: Мировая мощность становится 10 200 мВт.
2000: В США работают 97 ветропарков, производя энергии для 592 000 домов. Общая мощность всех ветропарков 2 554 мВт.
2000: Совокупная мощность всех ветропарков вырастает до 17 400 мВт.
2002: В США работают 149 ветропарков, более 1 000 000 домов получают энергию от них.
2003: На севере Великобритании запущен первый прибрежный ветропарк из 30 турбин, каждая мощностью 2 мВт.
2005: Все ветропарки в мире вырабатывает 59 000 мВт. Это в 3 раза больше, чем 5 лет назад.
2007: Мировая мощность ветропарков вырастает до 93 820 мВт.
2009: У берегов Норвегии начинают работать первые в мире крупнотоннажные плавучие ветрогенераторы.
2010: В США работает 581 ветропарк, рассчитанный на 10 000 000 домов.
2010: Средняя цена ветряной электроэнергии в США составляет 0,08$ за кВт, это примерно 20% от цены в 80-е годы.
2010: Китай обходит США и становится страной, где вырабатывается больше всего совокупной энергии.
2010. Мировая выработка ветроэнергетики составляет 197 039 мВт.
2011: Роторы коммерческих ветрогенераторов достигают диаметра 126 метров и мощности до 7500 кВт, это примерно в 100 раз больше, чем в 80-е.
2012: Совокупная мощность в Китае достигает 75 гВт, это самый большой показатель в мире для отдельной страны. В США 60 гВт.
2012: Ветроэнергетика в Дании обрабатывает более 30% всех потребностей в электричестве.
2013: В Великобритании завершается строительство ветропарка The London Array, который стал самый крупным в мире. Он состоит из 175 турбин общей мощностью 630 мВт, и обеспечивает 480 000 домов электроэнергией.
2013: В Испании зафиксирован месяц (апрель), когда 54% всей электроэнергии Испании поступило из возобновляемых источников, в основном от ветра.
2013: В Китае ветроэнергетика становится третьим источником электроэнергии, обойдя ядерную.
2013: В Испании 3 месяца подряд ветроэнергетика вырабатывает больше энергии, чем остальные источники, и обеспечивает 25% всех потребностей страны.
Как видно из этого обзора, в последние 20–25 лет ветроэнергетика сделала огромный рывок, как количественный, так и качественный. И нет никаких сомнений, что в ближайшее время мы станем свидетелями продолжения активного распространения ветроэнергетики в мире. Многие страны планирует через некоторое время полностью на возобновляемые источники энергии.
История ветроэнергетики в России.
Зарождение отрасли в России началось в 20-е годы 20 века. В 1925 году профессор Н. Е. Жуковский разработал теорию ветродвигателя и организовал отдел ветряных двигателей в Центральном аэрогидродинамическом институте.
Отрасль начала стремительно развиваться, и в 1930-х годах Советский Союз был одним из лидеров в использовании энергии ветра. Тогда было освоено производство разнообразных ветроустановок мощностью 3–4 кВт, которые выпускались целыми сериями. В 1931 году в СССР заработала крупнейшая на тот момент в мире сетевая ветроэнергетическая установка мощностью 100 кВт, вслед за ней на юге страны были установлены десятки подобных ветрогенераторов. В 1938-м в Крыму развернулось строительство ветроэлектростанции мощностью 5 МВт. С 1950 по 1955 год страна производила до 9 тысяч ветроустановок в год единичной мощностью до 30 кВт. В годы освоения целины в Казахстане была сооружена первая многоагрегатная ветроэлектростанция, работавшая в паре с дизелем, общей мощностью 400 кВт — прообраз современных европейских ветропарков и систем «ветро-дизель».
Но использование энергии ветра в крупномасштабной энергетике оказалось несвоевременным — нефть оставалась сравнительно дешевой, устойчиво сокращались капитальные вложения в строительство тепловых электростанций, развивалась гидроэнергетика. В 1960–1980-е годы энергетическая отрасль нашей страны была ориентирована на строительство крупных ТЭС, ГЭС и АЭС: ветряки не выдержали конкуренции с электроэнергетическими гигантами, объединившимися в единую национальную сеть, и в конце 1960-х годов их серийное производство было закрыто.
И только к началу 1990-х годов, значительно позже, чем в других странах, в СССР вернулись к этому вопросу. К работам были привлечены МКБ «Радуга» Минавиапрома СССР и НПО «Южное» Минобщемаша СССР, которые организовали в 1990 г. производство ветрогенераторов мощностью 200, 250 и 1000 кВт. Проектные институты приступили к созданию первых крупных системных ветроэлектростанций: Восточно-Крымской, Ленинградской, Калмыцкой, Магаданской и Заполярной (в Воркуте).
Но события 1990-х годов и вслед за тем разразившийся экономический кризис остановил работы на этих объектах. Сейчас в России действуют всего несколько относительно небольших ветроэлектростанций, в сумме дающие менее 0,1 % вырабатываемой в стране энергии.
Мы, в компании Альтрэн, хотим изменить эту ситуацию в лучшую сторону, сформировав российский центр компетенций по альтернативные и возобновляемые энергетики.
История Ветроэнергетики
История ветроэнергетики начинается сотни лет назад, когда люди начали строить ветряные мельницы для того, чтобы накачать воду для орошения сельскохозяйственных культур и превратить зерно в муку.
Археологи утверждают, что первые ветряные мельницы были построены на территории Ближнего Востока примерно в IX веке на границах между современным Афганистаном и Ираном. Это были мельницы с вертикально ориентированной осью, вертикальными валами и лопастями прямоугольной формы, на которые была натянута плотная ткань. Функцией таких мельниц были помол зерна и насосная подача воды . Более поздние свидетельства использования энергии ветра ученые находят на Ближнем Востоке и Средней Азии, в Китае и Индии.
На территории современной Европы ветряные мельницы появились значительно позже: примерно в Х II веке . «Европейский вариант» с горизонтальной осью отличается принципиально от «восточного» с вертикальной. Это аргумент в пользу европейской изобретательности. Другая же версия — это опыт, полученный в крестовых походах, где европейцы могли видеть восточные образцы. Распространению ветряков в Европе способствовало замерзание рек зимой, когда водяные мельницы переставали работать.
Первую ветроэнергетическую установку построил в 1887 году шотландский профессор Джеймс Блайт . Десятиметровый ветряк, установленный на участке его
загородного дома, использовался для зарядки аккумуляторов , от которых коттедж питался электроэнергией. Это был первый в мире дом, обеспеченный электричеством с помощью ветра. Блайт предложил использовать излишек своего электричества для освещения главной улицы деревни, однако никто не согласился, считая электричество «силой дьявола». Позже он построил ветроэнергетическую установку как резервный источник питания для психиатрической больницы, лазарета и амбулатории, однако изобретение никогда не воспринималось как экономически жизнеспособная технология.
Более сложный и крупный ветряк для выработки электроэнергии был построен в конце 1800-х годов в Кливленде, штат Огайо.
Чарльз Браш спроектировал и построил ветряную турбину на восемнадцатиметровой опорной башне, с ротором 17 метров в диаметре, состоящим из 144 деревянных лопастей. Этот гигант выдавал 12 кВт электроэнергии и прослужил верой и правдой с 1886г. до 1900 года. До тех самых пор, пока в Кливленде не построили теплоэлектростанцию.
Самое динамичное развитие ветровой энергетики в 20м веке наблюдалось в Дании. Так, к 1908 году уже было построено 72 ветряка мощностью от 5 до 25 кВт. Конструкция легкого ветряка с тремя лопастями и направлением на ветер, характерная для этой ветреной страны, теперь стала классикой!
1931 год — год рождения ветрогенератора с вертикальной остью. Французский изобретатель Дарье своим инженерным решением убил сразу двух зайцев: теперь ветряк мог работать при любом направлении ветра, а тяжелый редуктор и генератор теперь можно было размещать на земле. Это позволило сэкономить на материалах и обслуживании ветроустановки .
Предшественником современных ветряков был советский ветряной двигатель около Ялты, работавший с 1931 по 1942 год. Он обладал мощностью 100 кВт и был подсоединен к местной распределительной системе напряжением 6,3 кВ. Следует отметить, что его годовой коэффициент нагрузки был 32%, что весьма близко к показателям современных установок.
Перенесемся ближе к нашему времени. 17 октября 1973 год. Страны ОПЕК прекратили поставки нефти странам поддерживающим Израиль в Войне Судного дня. В течение следующего года цена на нефть поднялась с трёх до двенадцати долларов за баррель. Это дало новый толчок для развития энергии ветра. США и Европейские страны резко увеличили финансирование исследований и производства оборудования для альтернативной энергетики.
Результатом этого стали многочисленные технологии сооружения ветряков, мощность которых исчисляется мегаваттами. Сюда можно отнести использование генераторов с регулируемой частотой вращения, составные материалы для лопастей, аэродинамическое и акустическое проектирование. С этого момента стало возможным использование энергии ветра в крупных масштабах.
В настоящее время, мы можем видеть ветровы е турбин ы в о многих местах, прибрежные районы очень подходят для таких машин, и даже морские районы являются хорош им место м , чтобы использовать силу ветра.
В последнее время , появился новый вид ветроустановок : плавающи е ветровы е турбин ы . Э ти машины созданы для использования в отдаленных районах, где рядом нет источника энерги и. Такие инженерные решения могут предложить подключение к Интернету для этих удаленных и изолированных район ов.
Ветровые ресурсы нашей страны еще предстоит освоить! Наличие пока дешевого газа и электроэнергии на сегодня делает экономически нецелесообразным развитие альтернативной энергетики. Тем не менее, в районах, где преобладает ветреная погода, а доступ к энергосети затруднен, использование ветроустановок — это верное решение!
Источник https://greenpeace.ru/stories/2021/08/11/veter-solnce-i-voda-istorija-zeljonoj-jenergetiki/
Источник https://medium.com/@altren/%D0%BA%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BA%D0%B0%D1%8F-%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F-%D0%BC%D0%B8%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9-%D0%B2%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B5%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B8-%D0%BE%D1%82-%D0%B7%D0%B0%D1%80%D0%BE%D0%B6%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F-%D0%B8-%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F-%D0%B4%D0%BE-%D0%BC%D0%B0%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%BC%D0%B0%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D0%BE%D0%B3%D0%BE-%D1%80%D0%B0%D1%81%D1%86%D0%B2%D0%B5%D1%82%D0%B0-5f3810830023
Источник https://ekoproekt-energo.ru/news/2018/10/03/%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%80%D0%B8%D1%8F-%D0%B2%D0%B5%D1%82%D1%80%D0%BE%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B5%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B8/
