Как приручали ветер

Ветроэнергетика – слово относительно новое и модное. Между тем до изобретения паровой машины именно ветер был главным источником энергии, а парус и ветряная мельница – главными механизмами, двигавшими цивилизацию вперед.

Первые шаги

Что касается ветроэнергетики в современном понимании, первые попытки произвести электричество с помощью ветровой турбины были предприняты в конце XIX века.

Зимой 1887–1888 годов американский инженер Чарльз Браш, основатель электрической компании имени себя, построил установку, которую можно назвать первой в истории управляемой ветровой турбиной. С размахом лопастей в 17 метров, она долгое время оставалась самой большой в мире, хотя обладала довольно скромной мощностью – 12 кВт. Турбина Браша проработала без сбоев около 20 лет, снабжая электричеством дом и мастерскую ее создателя в Кливленде. В то же время сама ее конструкция оказалась бесперспективной – огромное количество лопастей делали ротор слишком медленным.

В 1890 году датский ученый Поль ля Кур использовал ветряк собственной конструкции для электролиза водорода и освещения школы в небольшом городке Асков. Его турбина, построенная с учетом законов аэродинамики, была растиражирована по всей стране. К началу XX века в Дании работало около сотни таких установок мощностью от 5 до 25 кВт. Они использовались фермерами в качестве небольших электростанций.

Деньги из воздуха

Следующий этап развития ветроэнергетики связан с именами американских инженеров и предпринимателей Джо и Марцеллуса Якобс. В 1927 году они основали первую в мире компанию по массовому промышленному производству ветряков. Во многом благодаря их энергии и энтузиазму приобрели популярность трехлопастные турбины, как оказалось – наиболее устойчивые и производительные. За 30 лет Jacobs Wind Electric выпустила около 30 000 ветровых установок, пользовавшихся большим успехом у американских фермеров.

Россия также не осталась в стороне от бурного увлечения ветроэнергетикой. В 1918 году профессор В. Залевский опубликовал «Полную теорию ветровых мельниц», а в 1925 году другой наш знаменитый ученый, Николай Жуковский, создал отдел ветровых двигателей в основанном им Центральном аэрогидродинамическом институте (ЦАГИ). К началу 1930-х годов СССР был одним из мировых лидеров в производстве и использовании ВЭС. В 1936–1937 годах в Крыму на горе Ай-Петри под руководством одного из основоположников космонавтики Юрия Кондратюка и под личным контролем наркома тяжелой промышленности и энергетики Серго Орджоникидзе началось строительство ветровой электростанции беспрецедентной по тем временам мощности – 12 000 кВт. Однако после смерти Орджоникидзе эта работа была остановлена.

Хорошо забытое старое

К середине XX века в результате освоения мирного атома и массовой разработки нефтяных месторождений ветроэнергетика утратила актуальность, большинство проектов были попросту приостановлены. Но, как оказалось, ненадолго. Первый же серьезный нефтяной кризис, разразившийся в 1973 году, заставил ведущие мировые державы вновь обратить внимание на древнейший источник энергии. Уже в 1974 году в США была создана Федеральная программа по развитию ветровой энергетики, начались масштабные исследования, появились новые экспериментальные образцы турбин. В 1983 году в рамках программы Growian в Германии была создана крупнейшая турбина в мире высотой 100 метров и мощностью в 3 МВт. Помимо грандиозных размеров она отличалась передовой для своего времени конструкцией и могла работать с переменной скоростью вращения.

Сегодня ветроэнергетика во многих странах стала самостоятельной отраслью экономики и больше не требует дополнительных дотаций. По данным Глобального совета по ветровой энергетике (GWEC), суммарная мощность всех ветрогенераторов мира к началу 2015 года составила 369 ГВт. Количество электроэнергии, произведенное на планете с помощью ветра, превысило 706 ТВт/ч – около 3% от всего выработанного электричества. В некоторых странах, например в Дании, ветроэнергетика составляет до 40% национального энергобаланса. Россия же по суммарной мощности ветропарков – 16,4 МВт – пока занимает лишь 64-е место в мире. В то же время потенциал нашей страны в этой области оценивается как самый высокий на планете.