Парадоксы климата

Самым главным альтернативным источником энергии является ветер.

Ветроэнергетика развивается наиболее быстрыми темпами. Ветер, напомним, возникает из-за неравномерности нагрева Солнцем различных географических зон на Земле. Идея преобразовать кинетическую энергию ветра в другие ее формы возникла очень давно. Парус использовался с незапамятных времен для перемещения по водным поверхностям, ветряные мельницы, преобразовывавшие энергию ветра в механическую, существовали в Египте уже во II–I вв. до н. э., в Западной Европе они появились в XIII в. благодаря крестоносцам. В XVI в. на их основе начали строить городские водонасосные станции: в 1526 г. такая станция появилась в Толедо – в ту пору столице Испании, в 1582 г. – в Лондоне, в 1608 г. – в Париже. Ветряные мельницы, производящие электрическую энергию, изобретены в Дании в XIX в. Во время Второй мировой войны в Дании насчитывалось несколько десятков ветроэлектростанций, дававших 80 млн кВт/ч электроэнергии. В 1968 г. в Австралии эксплуатировались более 250 тыс. ветроустановок. В конце 2010 г. общая мощность всех ветрогенераторов в мире достигла 196,6 ГВт, ими было произведено 430 ТВт/ч (тераватт в час, 1 тераватт = 1^.

10¹² Вт/час) электроэнергии, что составило 2,5 % всей произведенной в мире (рис. 30).

Рис. 30. Суммарные мощности ветроустановок (ГВт) в период 1997–2010 гг., по данным Международного энергетического агентства

При этом на Европу приходится 44 % ветряных установок, на Азию и Северную Америку – 31 % и 22 % соответственно.

Рис. 31. Суммарные установленные мощности (в МВт – мегаваттах) по странам мира в 2005–2010 гг., согласно данным Европейской ассоциации ветроэнергетики и Совета по глобальной ветроэнергетике: 1

– США, 2 – Китай, 3 – Германия, 4 – Испания, 5 – Индия, 6 – Япония, 7 – Австралия

Развивать большую ветроэнергетику (мощностью более 1 МВт) целесообразно в районах, где средняя годовая скорость ветра больше 8 м/с и годовое число часов, когда установка может работать, превосходит 2000. Хотя ветрогенератор начинает производить электроток уже при скорости ветра 3 м/с и отключается при скоростях свыше 25 м/с. Оптимальная же скорость составляет 15 м/с, при ней достигается максимальная мощность выработки электроэнергии. В 2009 г. 82 % ветрогенераторов в мире имели мощность 1,5–2,5 МВт.

Достоинства ветроэнергетики довольно очевидны: ветры дуют повсеместно и их ресурс практически неисчерпаем («ветрозапасы» в 100 раз превосходят запасы гидроэнергии всех рек Земли). Себестоимость одного киловатт-часа, генерируемого ветроустановками, ниже, чем производимого угольными электростанциями: к примеру, в США это 2,5–5 центов (в зависимости от силы ветра) и 4,5–6 центов соответственно (рис. 25 цв. вклейки).

В одной из популярных брошюр, изданных в США, помещен рисунок, на котором изображен ветродвигатель и под ним – корова. В подписи к рисунку говорится, что стоимость энергии, производимой ветроэнергетической установкой, равна стоимости молока от этой коровы.

Наличие ветров в любой точке земного шара обусловливает ненужность транспортировки произведенной электроэнергии к месту ее потребления. Это обстоятельство особенно важно для труднодоступных районов (Крайний Север, пустыни, горы), а также для небольших населенных пунктов с ограниченными (менее 100 кВт) потребностями в электроэнергии. Все, кто путешествовал по Европе, наверняка видели вдоль дорог ряды таких ветродвигателей. Энергетики говорят, что при малых скоростях ветра (3–12 м/с) наиболее эффективны ветрогенераторы с вертикальной осью вращения, к тому же они бесшумны, имеют значительно больший срок службы и выдерживают порывы ветра до 60 м/с.