Літаючий генератор: електростанція під хмарами

Аби перетворити в електрику енергію рівних і сильних вітрів, що дмуть на великій висоті, необов'язково будувати гігантські вітрогенератори. Можна просто навчити турбіну літати.

Ідея висотних вітрів для отримання електроенергії була вперше запропонована близько чотирьох десятиліть тому, але практична її реалізація у той час представлялася неможливою. Сучасні матеріали, електроніка і технології створення безпілотних літальних апаратів (БПЛА) роблять цю концепцію життєздатною, і деякі компанії вивчають можливості задіяти це джерело поновлюваної енергії. У їх числі компанія Joby Energy, розробка якої віддалено нагадує повітряного змія, що несе декілька турбін.

Тяга, необхідна пристрою для того, щоб вертикально відірватися від землі і піднятися на робочу висоту, забезпечується мотор-генераторами, приєднаними до турбін. Після набору необхідної висоти система використовує для польоту силу вітру. Оптимальну орієнтацію «повітряного змія» в повітряному потоці забезпечує комп'ютерна система, регулюючи швидкість обертання окремих гвинтів і нахил аеродинамічних елементів крила. В результаті пристрій рухається по круговій траєкторії. Електроенергія, що виробляється, передається на землю уздовж армованого композиційного троса, який тримає апарат «на якорі».

Федеральне управління цивільної авіації США (FAA) заборонило польоти пристрою на висотах більше 600 м, але теоретично «повітряні змії» компанії Joby Energy можуть працювати на висотах більше 10 000 м, використовуючи для отримання електроенергії вітру, які дмуть на кордоні тропосфери.

Але навіть робочі висоти 500-600 м приблизно в 5 разів перевищують висоту промислових вірогенераторів, що дозволяє дістати доступ до рівнішого і швидшого повітряного потоку. Якщо турбіна працюватиме на більшій висоті, її продуктивність збільшиться, оскільки швидкість вітру має тенденцію до зростання із збільшенням висоти.

Після тестування більше 20-ти різних модифікацій, компанія Joby Energy вибрала 30-кіловатну установку для подальших випробувань. Якщо перевірка пройде успішно, компанія планує випробувати 100-кіловатний прототип, а потім установку потужністю 300 кВт, якої вистачить, аби забезпечити електроенергією близько 150 будинків. Постійний струм, що виробляється турбінами, після передачі на землю буде перетворений в змінний і направлений в мережу енергопостачання.

Система здатна витримати сильний вітер, а в разі штилю (або урагану) самостійно «оцінити обстановку» і опуститися на землю, аби почекати кращих умов. Якщо буде обірваний утримуючий трос, пристрій також зможе безпечно приземлитися, використовуючи заряд акумуляторів. Конструкція може функціонувати і з декількома несправними двигунами.

Метою компанії Joby Energy є створення вітряних електростанцій, але в першу чергу їм необхідно продемонструвати, що розроблена ними система безпечна і надійна.