Ветроэнергетика настоящего: ветроферма без ветряков

Неоспоримый факт, что лопастная ветроэнергетика - достижение замечательное, экономия плюс экология, что ещё казалось бы нужно. Однако, не стоит забывать и о некоторых «но», весьма неприятных, а именно: низкочастотные вибрации, шум, различные радиопомехи, фатальные препятствия для птиц и летучих мышей, и, конечно же, локальные изменения климата. На первый взгляд, проблемы выглядят мелочно, но отмахнуться от них нельзя. Впрочем, возможны альтернативы, весьма неплохие, и сточки зрения экономии и сточки вышеприведённых «но».
Недалеко от столицы Объединённых Арабских Эмиратов Абу-Даби планируется постройка «зелёного» города, то есть, города который должен будет существовать без автомобилей. Масдар, таково название этого города, будет занимать площадь в 6 кв. километров.
Для выявления идей по энергосбережению, идей по созданию энергонесущих объектов для нового города Масдар, объединявших бы в себе эстетику с экологией был проведён международный конкурс Land Art Generator, конкурс для архитекторов, художников, ландшафтных архитекторов, ученых и инженеров - в своем роде первый опыт сотрудничества в этой области. Второй приз этого необычного конкурса по праву достался дизайнерскому бюро из Нью-Йорка - Atelier DNA.
Разработчики из этого бюро предложили вместо привычных лопастей использовать (Windstalks) ветростебли. Сама идея была «подсмотрена» у природы - ветер качает рогоз и камыши. Почему бы не использовать этот природный метод для генерации электричества при помощи высокотехнологичных ветростеблей решили в Atelier DNA. Дарио Нуньес-Амени который является автором этого проекта и одним из основателей бюро Atelier DNA, идею умных, энергоэффективных стеблей объясняет именно как результат  поиска «кинетических генераторов» в окружающей природе.
В Atelier DNA рассчитали достаточное количество ветростеблей для нужд Масдара. Вот к какому результату сводятся их расчёты – на расстоянии 10–20 метров друг от друга должно находиться 1 203 ветростеблей, высота каждого из них 55 метров. Основание таких стеблей будет бетонным, а сами они  будут выполнены из углеволокна, который в свою очередь, будет пропитан смолой. В конструкции ветростеблей предусмотрены электродные слои, а так же диски, изготовленные из пьезоэлектрического материала, которые при сжатии должны будут генерировать ток. Сжатие таких дисков обусловлено покачиванием ветростеблей на ветру. Предлагаемая дизайнерами конструкция «стеблей», у основания будет равна 0,3 м, сужаясь к вершине до 0,05 м.
На энергетические нужды Масдара, исходя из проекта застройки, может быть предоставлена площадь равная 26 000 кв. метров, и не больше. С этой площади, следуя предварительным расчётам, энергии можно получить ровно столько, сколько может дать самая обычная ветроферма, если разместить таковую на равному по площади участке. Но по заявлению автора идеи Дарио Нуньеса-Амени, эффективность ветростеблей и явные преимущества перед другими механическими системами, а в частности ветряками, в том, что ветростебли не несут никаких потерь на трение.
Ещё одна интересная деталь данного проекта -  что бы место, где планируется расположить ветростебли, не пустовало, и не выглядело как обычная, безлюдная техзона, авторы настоящего проекта задумали создать своеобразный искусственный парк. Каждый ветростебель у своего основания имеет особую форму для стока дождевой воды. Попадая на определённые участки земли, вода будет способствовать росту зелёных насаждений, превращая окружающий ландшафт в зелёную цветущую зону.
Преобразование кинетической энергии колеблющегося ветростебля в электричество будет осуществлять умформер, находящийся в основании, и имеющий вид амортизатора. Аналогичные амортизаторы производит фирма Levant Power, используют их в основном в гибридных автомобилях.
Ветер, как известно, дует не всегда, и не всегда с одинаковой силой. В новом проекте дизайнерского бюро Atelier DNA отражена и эта немаловажная проблема – нерегулярность ветреного потока.  Как это реализовано – у основания ветростебля помещено два танка, располагаются они один над другим, их работа напоминает работу гидроаккумулятора. Из полости расположенной вверху вода поступает вниз, вращая при этом турбину, и в те часы или минуты затишья, когда погода безветренна, вырабатывает необходимую энергию.
Ну и самый, пожалуй, интересный штрих данной затеи, интересный скорее всего с точки зрения романтики. В самом верху ветростебля будет установлена LED-лампочка, при сильном ветре свет её будет ярче. Замечательное место для романтических встреч и ночных прогулок, считают дизайнеры проекта, тем более что сами ветростебли очень будут напоминать камыш, покачиваться на ветру и трепетно вибрировать.
По задумке разработчиков Atelier DNA энергоэффективность ветростеблей ни чем не уступает обычным  ветрякам. Но как заявляет Дарио Нуньес-Амени его «ферма» ветростеблей электричества давать будет гораздо больше и в целом и с одной единицы площади. Всё дело в том, что расположить ветростебли можно в непосредственной близости друг от друга, сэкономив тем самым пространство. В существующих и ныне действующих ветряных «фермах» экономить на занимаемых площадях не приходится, ветротурбине необходимо пространство, размер которого не менее трёх диаметров самого ротора турбины. В противном случае турбулентности не избежать.
Пока не известно, воплотится ли когда-нибудь в жизнь эта замечательная идея американских разработчиков, но сами они эту возможность не исключают. В настоящее время сотрудники дизайнерского бюро из Нью-Йорка  Atelier DNA работают над новым, не менее интересным проектом под названием «Волностебель» (Wavestalk). Суть проекта такова, что конструкции из углепластика находящиеся под водой будут осуществлять «сбор» энергии океанов и морей.

Источник: Discovery News