Испытывается первый в мире капельный ветряк

Исследователи из Делфтского технического университета (Нидерланды) под руководством Йохана Смита (Johan Smit) вместе со специалистами из частной голландской компании Mecanoo экспериментируют с новым типом установки, получающей электрическую энергию из ветра.

Это не обычная ветряная турбина: лопастей нет, нет и оси их вращения. Авторы называют своё детище «электростатическим преобразователем энергии ветра» (Electrostatic Windenergy Convertor) — и в этом вся суть.

Система использует предварительно электрически заряженные капли воды, сдуваемые ветром с сети стальных труб, перпендикулярных направлению воздушного потока. Когда ветер уносит капли, в окружающей трубы рамке возникает электрический ток, пропорциональный силе ветра. Нет звука, нет сверхдлинных лопастей, нет нужды в атомистической регулировке угла их установки. Строго говоря, система работает при любом мыслимом направлении ветра и в конструктивном смысле чрезвычайно проста: нет подвижных частей — нечему изнашиваться!

Прототип около университета-разработчика и ещё парочка поменьше на крыше одного из роттердамских зданий (здесь и ниже иллюстрации TU Deft).

Хотя пока существует всего три экспериментальных прототипа, изобретатели уже заявляют, что из-за отсутствия подвижных частей стоимость эксплуатации таких ветряков будет ничтожна, а ресурс значительно превысит нынешние гарантированные 30 лет. Среди других преимуществ отмечается возможность генерирования энергии даже при очень сильных ветрах, во время которых нынешние ветряки нефункциональны в силу чрезмерной раскрутки лопастей:

Минусы? Сам собой напрашивается вывод о том, что установка потребует некоторого количества воды. А где вода, там и коррозия, хотя опять-таки говорить об этом до окончания ресурсных испытаний рано. Во влажной Голландии вода не проблема, однако в засушливых зонах с сильными ветрами (вроде того же Техаса) регулярное снабжение ветряков водой вряд ли станет преимуществом. Кроме того, не очень ясно, насколько система работоспособна в сильные морозы...

С другой стороны, очевидно, что для офшорных ветряков, находящихся в море, система потенциально очень привлекательна, ибо воды там много, а вот эксплуатационное обслуживание, мягко говоря, затруднено. Отсутствие шума и опасности для птиц также значимы и позволяют говорить о потенциальной возможности развёртывания таких ветряков в городах. Впрочем, крупномасштабная установка такого типа с регулярно сдуваемыми с неё каплями, часть которых превратится в пар, должна снижать окрестную температуру, что, наверное, не всегда удобно, хотя это и мелочи.

В перспективе они могут устанавливаться и в море (вверху). Внизу: модель работы электростатического ветряка и аналогичный процесс в лаборатории.

Важным вопросом, на который трудно ответить до окончания испытаний, остаётся КПД новой системы. Теоретически здесь нет многих видов потерь, характерных для стандартных ветряков, однако эффективность разработки на практике пока никак не озвучена изобретателями, всё ещё испытывающими первый прототип. И тут стоит вспомнить, что капельница Кельвина, в которой потенциальная энергия падающих капель воды преобразуется в электрическую, имеет очень маленький КПД.

Популярное изложение принципа действия установки: