6-7 2012 - CAWater-Info

Русло рек – объекты изучения
и развития трубопроводной
ветроэнергетики
ЭНЕРГЕТИКА
Токтамыс Мендебаев
Мир активно ищет новые источники энергии. Особенно возобновляемой, безотходной,
добываемой с меньшими затратами и воздействиями на окружающую
среду, безопасной в потреблении.
Идет пересмотр существующих источников энергии, традиционных и нетрадиционных,
оценка их ресурсов и сравнительной привлекательностей в будущем.
Это и понятно. Век углеводородной энергетики необратимо подходит к концу. По
прогнозам аналитиков при сегодняшних объемах их добычи, выгодно извлекаемые
запасы нефти на земном шаре исчезнут к 2030 году, газа к 2045 и угля к 2060
году.
В то же время, нарастающая с каждым годом загрязнения воздушного и водного
пространства, кислотные дожди, парниковый эффект – далеко не полный
перечень последствий негативного влияния на окружающую среду энергетики,
базирующейся на углеводородном топливе.
Есть общее понимание, что устойчивая, конкурентоспособная экономика в 21-
ом веке невозможна без фундаментальных ее составляющих, конкурентоспособной
энергетики и водных ресурсов. Для решения проблем энергобезопасности,
снижение зависимости от поставки нефти и газа извне, многие страны выбрали
стратегию развития возобновляемых источников энергии – ветра, солнце, геотермальной,
биотопливо и т.д.
По данным Всемирной организации интеллектуальной собственности (ВОИС),
наиболее значимым среди них считается ветер. Его технический возможный потенциал
оценивается в 1,8 трлн. кВт/час, что в 1,4 раза превышает возможности
выработки электрической энергии на основе всех видов органического топлива.
Однако широкое развитие ветроэнергетики в мире пока сдерживается рядом
обстоятельств, а именно: непостоянство ветра по времени, силе и направлению
движения, неуправляемость процесса, использования морально устаревших, громоздких
конструкции лопастных и колесных ветроагрегатов с низким коэффициентом
полезного действия (15-20%), создающие шум и вибрацию, локальную засуху,
электромагнитные помехи радиотелетрансляциям.
К тому же, они устойчиво работают при ограниченном диапазоне скорости
ветра от 4 м/сек, до 17 м/сек. Ниже не работают, выше быстро выходят из строя
из-за знакопеременных динамических перегрузок. При этом не реализуется главное
природное преимущество ветроэнергетики, мощность ветроэлектростанции
пропорциональна скорости ветра в кубе. То есть, чем выше скорость ветра, тем
эффективнее работы станции.
Тогда вопрос, а каковы могут быть перспективы ветроэнергетики. По науке,
тенденции развития отрасли, технического прогресса в различных сферах человеческой
деятельности определятся динамикой патентования изобретений в соответствующей
области техники. Согласно статистике, патенты на изобретения в
среднем на 7-8 лет опережают научно-исследовательские работы, на 10-12 лет появления
первой продукции, услуг.
Исследования изобретений стран мира в области ветроэнергетики показали,
что за последние годы практически отсутствуют патенты на изобретения касающиеся
конструкции лопастных ветроэлектростанции. В США, Японии, Нидерландии
и Дании, где наиболее развита ветроэнергетика, появились первые патенты в
совершенно новом направлении – трубопроводной ветроэнергетики [1].
Водное хозяйство Казахстана / 6-7 (44-45) 2012 г.
43