Представьте себе высокотехнологичного воздушного змея, который вместо того, чтобы летать на ветру, вырабатывает электроэнергию, неустанно выписывая восьмерки в небе. Это именно то, что разработал крылатый беспилотник Подъемная сила ветра— стартап из Северной Каролины, цель которого — произвести революцию в мире автономной ветроэнергетики.
Эта технология может обеспечить электроэнергией даже самые отдаленные места по более низкой цене и с меньшими затратами, чем традиционные ветряные турбины. Вот в чем суть.
«Воздушный змей», который генерирует электричество во время полета
Сердцем системы Windlift является трутень с размахом крыльев около 3,7 метра, с электрогенераторами, встроенными в крылья. Самолет крепится к земле стальным тросом длиной около 60 метров, который также служит проводником вырабатываемой электроэнергии.
Взлет происходит вертикально, как у вертолета, до полного натяжения троса. В этот момент дрон начинает серию эффектных боковых «нырков», постоянно удерживая трос натянутым, а затем снова поднимается и меняет направление в вечном полете по восьмерке.
В инженерной и авиационной терминологии это называется «полет при боковом ветре». Метод, используемый для максимального увеличения подъемной силы или тяги путем полета перпендикулярно направлению ветра.
В случае Windlift целью является выработка электроэнергии вне сети. При каждом «нырке» роторы облегченной рамы из углеволокна (11-13 кг) пересекаются потоком воздуха который создает тягу, равную 2–5 G, чередуя фазы тяги и сопротивления. Вырабатываемая таким образом электроэнергия, около 30 кВт/ч, отправляется непосредственно на наземную станцию., который можно подключить к аккумулятору, бытовой электросети, муниципальной сети или любому другому месту назначения.
Портативная и доступная ветроэнергетика
Тридцать киловатт-часов могут показаться небольшим показателем по сравнению с современной морской ветровой турбиной мощностью 26 МВт, способной обеспечивать электроэнергией 8.500 домов. Но сильная сторона Windlift в другом: мобильность и низкая стоимость. По данным компании, ее система Это примерно на 80% дешевле традиционных ветряных турбин и требует на 90–95% меньше материалов.
Кроме того, он может обеспечить электроэнергией даже самые отдаленные места при минимальной установке. Все эти особенности привлекли внимание Министерства обороны США, которое выделило Windlift грант в размере 30 миллионов долларов на исследования и разработки. В обмен? Портативные системы для питания современных операционных станций.
Будущее «полетной» автономной энергетики
В настоящее время компания Windlift разрабатывает систему мощностью 75 кВт⋅ч с размахом крыльев 12 метров для коммерческого применения. По данным компании, выход за пределы этого размера будет контрпродуктивным из-за закона куба-квадрата, что сделает систему менее эффективной и менее портативной. 12-метровую раму по-прежнему можно перевозить в стандартном контейнере.
Windlift — не первая компания, которая осваивает эту технологию. В 2016 году проект Макани Google X Labs стала первой в мире компанией, которая начала вырабатывать автономную энергию с помощью «летающего» воздушного змея, стремясь создать промышленные системы мощностью 600 кВт·ч.
Однако после первоначальных инвестиций в размере 15 миллионов долларов и полного приобретения компанией Google в 2013 году проект был закрыт в 2020 году. Причина? Слишком рискованно.
Возможно, сосредоточившись на портативности и малых масштабах, Windlift сможет найти рыночную нишу для этой технологии. В мире, где все больше ощущается потребность в чистой и доступной энергии, подобные решения могли бы стать действительно востребованными, обеспечивая подачу ветровой электроэнергии туда, куда не могут добраться гигантские лопасти турбин.
