в Флориан Бауэр, Генеральный директор Китекрафт, мюнхенская компания, разрабатывающая высотную ветроэнергетическую систему, решение проблемы изменения климата является личным делом каждого.
Все началось в школьные годы: документальный фильм Эла Гора «Неудобная правда» мотивировал и вдохновил меня заняться возобновляемой энергетикой как инженера, я хотел помочь решить проблему.
Сегодня Бауэр вместе с Андре Фрирдич, Кристоф Дрекслер e Макс Изензее, меняют направление возобновляемой энергии ветра вместе с Kitekraft. Компания строит летающие ветряные электростанции, которые работают с помощью «воздушного змея» — электрического самолета, соединенного кабелем. Высотный воздушный змей, оснащенный ветряными турбинами, летает в виде «восьмерки» для выработки электроэнергии из ветра.
Высотная ветроэнергетика, технология в полном развитии
Хотя технология воздушных ветряных турбин все еще находится в зачаточном состоянии, несколько компаний по всему миру прилагают усилия для изучения и разработки воздушной ветровой энергии.
И у них все хорошо. Международная энергетическая ассоциация (МЭА) утверждает, что для достижения целей Парижского соглашения по выбросам к 2050 году почти две трети мирового производства энергии должны быть возобновляемыми к 2030 году. Энергия ветра сыграет свою роль, увеличившись к 11 году в 2050 раз.
По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), глобальная установленная мощность наземных и морских ветровых электростанций он увеличился почти в 100 раз за последние 20 лет, увеличившись с 7,5 ГВт в 1997 г. до 743 ГВт в 2020 г., при этом только в 93 г. установлено 2020 ГВт новых мощностей: рост на 53% в годовом исчислении.
Стоимость энергии ветра упал примерно на 40% за последнее десятилетие, и ожидается, что она продолжит снижаться по мере роста спроса на более чистые источники энергии.
Сокращение затрат может сделать возобновляемые источники энергии еще более доступными — и здесь в дело вступает воздушный змей.
Работает ли это?
Первый вопрос, который нужно задать: что именно представляет собой система, работающая от высотного воздушного змея, и как она генерирует энергию?
В такую систему обычно входит воздушный змей с ветряками, трос и наземная станция. Турбины воздушного змея вращаются, когда он летит по воздуху, улавливая энергию ветра, а кабель, соединяющий его с наземной станцией, передает электричество на землю.
В отличие от стационарных ветряных башен, для которых требуются бетонные и стальные конструкции, высотные летающие ветряные электростанции имеют легкое соединение и крошечную наземную станцию, для которой требуется На 90% меньше материала.
Легче по названию и по факту. Он тоже так говорит исследование Airborne Wind Europe: ветряная электростанция мощностью 50 мегаватт за 913 лет потребуется 20 тонн материала по сравнению с 2.868 тоннами. типичного парка ветряных башен.
Воздушные змеи Kitekraft в основном сделаны из алюминия, который легко перерабатывается. С другой стороны, обычные ветряные электростанции используют такие материалы, как сталь и пластик, армированные углеродным или стеклянным волокном, которые труднее перерабатывать.
Подводя итог: легче производить и с меньшим углеродным следом.
Переосмысление воздушных змеев
Воздушные змеи Kitekraft оснащены восемью двигателями, которые приводят устройство в движение во время взлета и посадки. Затем они используются в качестве генераторов во время полета. Блок управления стабилизирует кайт и эффективно генерирует мощность.
«Воздушный змей — это, по сути, мультикоптер, привязанный к нити», — объясняет Бауэр. В прошлом году компания успешно провела автономные летные испытания, которые назвала «важной вехой на пути к нашему первому продукту мощностью 100 кВт».
Высотный воздушный змей все еще находится на стадии прототипа, но однажды он может предложить альтернативную энергию людям, живущим вне сети, или энергию ветра в местах, где невозможно возведение ветряных башен. Учитывая преимущества, в ряде случаев такая система может заменить традиционные.
Пока дела идут. Он занимает десятую часть материала, экологический след значительно ниже, его можно лучше перерабатывать, но это не значит, что его легко построить. Нужны инженерия и технологии: для традиционного завода достаточно построить башню.
Вот почему я вижу коммерческие препятствия для этого типа развития.
Взлетит ли высотная ветровая энергия или останется на земле?
«Мы находимся в контакте со многими потенциальными клиентами, — говорит Бауэр. «Мы рады, что они поняли экономический и экологический потенциал этой системы. Это также могло бы убедить общины, которые сегодня выступают против установки традиционного ветра», — добавляет он.
Есть еще улучшения, которые нужно сделать. Прежде всего в том же определении «высотный ветер». Какого роста? На высоте 300 метров прототипы показали себя хорошо, а установки можно использовать на очень малых высотах, чтобы избежать повреждений от ураганов. Однако выше этого порога ветер очень сильный: создание больших воздушных змеев с большей мощностью сопряжено с риском, который необходимо очень тщательно оценивать.
Какова тогда реальная цель выхода этой технологии на рынок?
«К 2024 году мы запустим 100-киловаттного воздушного змея с размахом крыльев 10 метров (33 фута). Надеюсь, мы сможем масштабировать этот размер: следующий высотный кайт будет иметь мощность 500 киловатт и размах крыльев 20 метров. Удвоение крыла не просто удвоило бы мощность, а увеличило бы ее в пять раз.
Также интересна возможность использования данного типа техники даже в открытом море. Достаточно будет плавучей станции в виде буя. Kitekraft также может сказать свое слово в пустынных регионах, чтобы добиться эффективные микросети.
Посмотрим, сможет ли эта «летающая» энергия ветра взлететь.
