Ветро-солнечная установка для выработки электричества
Ветро-солнечные установки нового поколения будут вырабатывать электричество с меньшими затратами, работать бесшумно и стоить недорого. Уже созданы рабочие прототипы, с одним из которых мы и познакомимся.
Первые попытки создать компактную и работоспособную ветро-солнечную установку были неудачными. Казалось, что все они проектируются по принципу "объединения недостатков" и в принципе не могут быть экономичными.
Неверная технология
При упоминании ветрогенератора большинство людей представляет себе высокую мачту, увенчанную трехлопастным ветряком с горизонтальной осью вращения. Для эффективной работы установки лопасти должны быть длинными, что снижает индуктивное сопротивление, а высота опоры – не меньше 100 м. Вся "начинка" при этом закрепляется на высоте, увеличивая вес конструкции и вызывая ненужные колебания при работе, для компенсации которых также требуется установка специальных механизмов.
Надо сказать, даже в Европейском Союзе, где ветряные генераторы с каждым годом используются все активнее, давно известно о энергозатратности трехлопастных ветродвигателей. И все же, в угоду эстетической привлекательности и симметрии, там продолжают устанавливать именно трехлопастные конструкции вместо дешевых и практичных однолопастных.
С солнечными батареями тоже не все просто. Их КПД по-прежнему остается не очень высоким, поэтому без мощного государственного лобби установка солнечных генераторов – мероприятие довольно затратное.
Новый взгляд на привычные изобретения
Над улучшением свойств генераторов, использующих возобновляемые ресурсы, задумался российский ученый Валерий Викторович Перевалов. В результате долгих усилий и экспериментов ему удалось создать комплексированную ветро-солнечную энергоустановку (КВСЭУ). Она вырабатывает электроэнергию при помощи генератора, который приводится в действие с помощью ротора с вертикальной осью вращения, а также системы фотоэлектрических преобразователей.
Солнечные панели прикреплены к аэродинамическим поверхностям, поэтому происходит суммарное накопление энергии ветра и солнца. Ресурс всех деталей, за исключением аккумуляторной батареи, рассчитан на несколько десятков лет. При надлежащем и своевременном обслуживании установка может прослужить гораздо дольше запланированного срока.
Опытный образец Перевалова продемонстрировал коэффициент использования энергии солнца и ветра 0,51, что уже превосходит показатели известных аналогов. В настоящее время установки проходят испытания, и их удельная мощность должна достигнуть 0,7-0,8 кВт. Иными словами в оптимальных условиях мощность составит 0,8 кВт на 1 кв.м площади. Себестоимость 1 кВт электроэнергии составит 0,02 у.е., в то время, как в Германии, например, себестоимость киловатта составляет 28 евроцентов.
Секреты инновационной установки
Главное, что сделал изобретатель в своей установке – это устранил многоступенчатый инвертор, преобразующий постоянный ток от солнечной батареи в переменный. Это сразу снизило себестоимость устройства на 30%. Кроме этого, Перевалов изменил профиль лопастей, которые стали улавливать больше энергии ветрового потока.
Именно такое расположение лопастей сейчас считается наиболее перспективным
Прочность и компактные размеры комбинированной установки позволяют размещать ее в сейсмоопасных районах, на неровной почве, склонах и в других местах. Также установка Перевалова избавлена от характерного для трехлопастных ветряков шума – она работает тихо и не создает постоянных колебаний и вибрации вращающихся частей.
***
Компактные ветро-солнечные установки со временем можно будет использовать на дачных участках, особенно если энергия требуется не весь год, а только время от времени. Бесшумность, экономичность и дешевизна – вот отличительные признаки подобных устройств.
