в Флориан Бауэр, Генеральный директор Китекрафт, мюнхенской компании, разрабатывающей высотную ветроэнергетическую систему, решение проблемы изменения климата является личным делом.
Все началось еще в школьные годы: документальный фильм Эла Гора «Правда о неудобствах» мотивировал и вдохновил меня заняться возобновляемыми источниками энергии в качестве инженера, я хотел помочь решить эту проблему.
Сегодня Бауэр вместе с Андре Фрирдич, Кристоф Дрекслер e Макс Изензее, меняют направление возобновляемой энергии ветра с помощью Kitekraft. Компания строит летающие ветряные электростанции, которые работают с помощью «воздушного змея» — электрического самолета, соединенного кабелем. Высотный воздушный змей, оснащенный ветряными турбинами, летит по восьмерке, вырабатывая электроэнергию из ветра.
Энергия высотного ветра — быстро развивающаяся технология.
Хотя технология воздушных ветряных турбин все еще находится на ранней стадии развития, несколько компаний по всему миру стремятся изучать и развивать воздушную ветроэнергетику.
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. Ветроэнергетика сыграет свою роль, увеличившись в 11 раз к 2050 году.
По данным Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), мировая установленная мощность наземных и морских ветряных 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 за последнее десятилетие упал примерно на 40%, и ожидается, что она продолжит снижаться по мере роста спроса на более чистые источники энергии.
Снижение затрат могло бы сделать возобновляемую энергию еще более доступной – и именно здесь на помощь приходит воздушный змей.
Работает ли это?
Первый вопрос, который следует задать: что именно представляет собой система, приводимая в действие высотным воздушным змеем, и как она генерирует энергию?
Такая система обычно включает в себя воздушный змей с ветряными турбинами, трос и наземную станцию. 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, требующих установки из бетона и стали, высотные летающие ветряные электростанции имеют легкое соединение и крошечную наземную станцию, что требует 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 приземления. 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 веревке», — объясняет Бауэр. В прошлом году компания провела успешные автономные летные испытания, которые она назвала «важной вехой на пути к нашему первому продукту мощностью 100 кВт».
Высотный воздушный змей все еще находится на стадии прототипа, но однажды он сможет предложить альтернативную энергию людям, живущим вне сети, или поддержать ветроэнергетикой места, где установка ветряных башен невозможна. Учитывая преимущества, во многих случаях такая система может заменить традиционные.
Пока все работает. Для этого требуется десятая часть материала, экологический след значительно меньше, его можно лучше перерабатывать, но это не значит, что его легко построить. Нужна инженерия и технологии: для традиционной системы «достаточно» построить башню.
Вот почему я вижу коммерческие препятствия для этого типа развития.
Будет ли высотная ветроэнергетика взлетать 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 сообщества, которые в настоящее время выступают против установки традиционной ветроэнергетики», — добавляет он.
Есть еще улучшения, которые предстоит сделать. Прежде всего в самом определении понятия «высотный ветер». Какого роста? На высоте 300 метров прототипы показали хорошую работу, а системы можно использовать даже на очень малых высотах, чтобы избежать повреждений от ураганов. Однако выше этого порога ветры очень сильные: создание более крупных воздушных змеев и большей мощности сопряжено с рисками, которые необходимо очень тщательно оценивать.
Какова тогда реальная цель выхода на рынок этой технологии?
«К 2024 году мы запустим воздушный змей мощностью 100 киловатт с размахом крыльев 10 метров (33 фута). Если все пойдет хорошо, мы увеличим этот размер: следующий высотный змей будет иметь мощность 500 киловатт и размах крыльев 20 метров. Удвоение крыла не просто удвоит мощность, а увеличит 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, удастся ли этой «летающей» энергии ветра взлететь.
