Ветро энергетика » Научные разработки

Согласно новому исследованию Института Карнеги и Калифорнийского Университета, ветрогенераторы, поднятые на высоту, способны вырабатывать большее количество электроэнергии. Исследователи проанализировали данные за 28-летний период и обнаружили, что высотные ветра содержат достаточно энергии, чтобы удовлетворить мировую потребность в электроэнергии и что лучшее место “поймать ветер” – над населенными центрами Восточной Азии и на востоке США.

Кен Кальдейра из отделения глобальной экологии Института Карнеги и Кристина Арчер из Калифорнийского Университета создали первые карты ветровой энергии для больших высот и определили потенциальную плотность энергии ветра (кВт/м²), которая учитывает и скорость ветра и плотность воздуха. Их исследования показали, что плотность ветровой энергии самая высокая вблизи населенных центров, в особенности над Японией и восточным Китаем, восточным побережьем США, Южной Австралией и северо-восточной Африкой. В этих районах на большой высоте средняя плотность энергии ветра составляет 10кВт/м² (для сравнения, ветровая энергия на уровне земли в лучшем случае 1 кВт/м²).

Высотные струйные течения, извивающиеся потоки очень сильных ветров, находятся на высотах 7-16 км. Их скорости в 10 раз превышают скорости приповерхностных ветров. Существует два типа течений – полярные, существующие в средних широтах на высоте 7-12 км, и более слабые, субтропические течения на высотах 10-16 км. Несмотря на некоторые сезонные сдвиги, потоки воздуха в течениях остаются относительно постоянными в обоих полушариях. В идеале, говорят ученые, необходимо находиться на высоте струйных течений, более 9 км, где ветры дуют намного сильнее и они более постоянны, чем близповерхностные ветры. Ветры струйных течений в 10 раз быстрее, чем поверхностные ветры, благодаря чему они более постоянны и надежны для поколения возобновляемой энергии, несмотря на их сезонные перемещения. Для накопления такой ветровой энергии предложено несколько технологий, включая воздушные змеи, которые при существующем дизайне способны вырабатывать до 40 Мвт энергии. Общая энергия мощных потоков воздуха, господствующих на высотах около 10 км, в 100 раз превышает потребности человечества, и ее можно “черпать” с помощью ветроустановок, похожих на воздушных змеев, прямо над крупными городами, такими как Нью-Йорк, Токио или Сеул.

Кроме того, исследователи изучили высотные ветровые источники пяти самых крупных городов мира – Нью-Йорка, Токио, Сеула, Сан-Пауло и Мехико. Города, расположенные севернее (Нью-Йорк, Токио и Сеул), обладают лучшими высотными источниками ветровой энергии, чем те, что расположены в тропических широтах. В Нью-Йорке самая высокая плотность энергии – 16 кВт/м². Однако на самом деле ветер в верхних слоях атмосферы не дует непрерывно, и даже в самых лучших участках он не дует и 5% времени. Но даже спокойные высотные ветры могут обеспечить невероятную мощность, если удастся разработать технологию ветровых турбин, которые смогут безопасно накапливать эту энергию.

Aenergy.Ru