Ветровая энергетика широко применяется во многих странах, однако у нее есть свои недостатки. Например, в безветренные дни установки не могут работать, и энергия не выделяется. Но если подняться повыше, на высоту в несколько сотен метров, то погода там всегда будет более переменчивой. И инженеры уже научились использовать эти мощности. К примеру, они запускают туда… воздушных змеев.
В чем суть
Чем выше расстояние от поверхности Земли, тем сильнее и стабильнее дует ветер. На высоте нескольких сотен метров гораздо реже наблюдаются порывы, а скорость становится практически постоянной и гораздо более мощной — с подъемом она может увеличиваться в 2–3 раза. Это огромные и пока малоиспользуемые мощности, которые люди пытаются научиться использовать.
Высотная ветроэнергетика — это технология генерации электроэнергии с помощью специальных летательных аппаратов, которые используют энергию ветра на больших высотах.
На высоте вырабатываемая энергия увеличивается пропорционально кубу скорости ветра. То есть, если она удваивается, объем генерируемого электричества вырастает в 8 раз (2 возводим в третью степень). Таким образом, потенциал генерации огромен.
В чем плюсы такого способа:
• Эффективность
Обычные ветряные генераторы имеют коэффициент использования мощности около 30–50%. Этот показатель говорит о том, насколько эффективно используется полученная в ходе генерации энергия. У высотных ветряных конструкций это значение выше и может достигать 60–70%, поскольку ветер на высоте дует практически постоянно.
• Экономичность
Для строительства обычного ветряка требуется огромное количество материалов, соответственно, возведение одной такой конструкции — затратное мероприятие. А устройства для ловли ветра на больших высотах портативные и относительно недорогие.
• Мобильность
Высотные ветряные системы можно быстро развернуть, в том числе и в труднодоступных местах. Например, на морских платформах, в горах, на островах или в зонах стихийных бедствий. Кроме этого, такие аппараты с земли практически не видны и не слышны, что минимизирует визуальное воздействие и шум. Для обычных ветряных генераторов эта проблема актуальна, поскольку из-за этого для их строительства приходится выбирать места, удаленные от городов и других поселений.
Как это работает — два способа поймать ветер на высоте
Существует два основных типа конструкций, которые используют для высотной ветрогенерации.
Тип 1 — наземная генерация
Эта концепция самая распространенная и максимально близкая к тому, чтобы найти коммерческое применение. Принцип действия заключается в следующем: на земле находится барабан, к которому привязан трос с большим воздушным змеем на конце (он больше похож на огромный парашют или кайт). Змей летает по заданной траектории — чаще всего по «восьмерке».
Трос вытягивается из барабана, соединенного с генератором, который и вырабатывает энергию. Когда конструкция на земле в процессе изменения натяжения троса вращается — это приводит в движение лопасти, и генератор вырабатывает электроэнергию. То есть цикл «тяга – возврат» повторяется непрерывно, и устройство работает.
Важно, что для возврата воздушного змея на землю необходимо потратить уже выработанную энергию, но обычно на эту фазу приходится всего 10–15%.
В ноябре 2025 г. в Китае прошли испытания огромного воздушного змея площадью 5 тыс. кв. м. Его подняли на высоту в 300 метров с помощью гелиевого шара. В процессе он раскрылся и натянул наземные тросы, соединенные с генератором. Кроме того, проверку успешно прошла и меньшая модель воздушного змея в 1200 кв. м.
Тип 2 — беспилотник на высоте
В этом случае на высоту направляется не похожий на парашют воздушный змей, а управляемый беспилотный аппарат, который постоянно изменяет натяжение привязанного к нему троса. Дальше лопасти установленного на земле барабана также приходят движение, а генератор вырабатывает энергию.
Существенный недостаток такой конструкции — тяжесть бортового оборудования, которое добавляет веса и сложности.
Тем не менее, такие разработки тоже ведутся. Например, компания Ampyx Power совместно с Аэрокосмическим центром Нидерландов разработала беспилотник АР4 с автоматической системой управления. Он соединен с кабелем, по которому собранная на высоте энергия может передаваться на барабан, установленный на морской платформе. Такое устройство способно подниматься на высоту до 450 метров.
Не является индивидуальной инвестиционной рекомендацией | При копировании ссылка обязательна | Нашли ошибку - выделить и нажать Ctrl+Enter | Жалоба