«Тайфун-генератор» поможет Японии решить энергетическую проблему

«Тайфун-генератор» поможет Японии решить энергетическую проблему

Отказ от атомной энергетики поставил жителей островного государства перед серьезной дилеммой, которую поможет решить новый турбогенератор.

Developed_Japan_Typhoon_Energy_Generator_Help_Solve_Japanese_Energetic_Problems

Пока жители Австралии и населенных островов Тихого и Атлантического океана всячески защищаются и ограждаются от природных стихийных бедствий, преимущественно представленных тайфунами и цунами, японские ученые рассчитывают «обуздать» разрушительные силы природы с целью выработки увеличенных в сравнении с имеющимися технологиями объемов электроэнергии. Среди альтернатив, способных заменить дорогостоящие и лимитированные углеводороды в виде угля, нефти и газа, наиболее перспективными остаются солнечная и ветряная энергия, за последние годы получившие сильный толчок для развития во всех регионах мира. Если Европа и Соединенные Штаты Америки сделали основной упор на энергию Солнца, запустив проекты по строительству огромных плантаций солнечных батарей на свободных от сельскохозяйственного или индустриального использования землях, то расположенной на острове стране приходится идти иными путями. Причина — острая нехватка свободных пространств, критически недостаточных для проживания населения численностью более 127 млн человек. По этой же причине вопрос строительства и запуска ядерных объектов всегда оставался очень острым и постоянно обсуждаемым. После чудовищной катастрофы на Фукусиме, поставленной на один уровень с событиями 1986 года в Украинской ССР тогдашнего Советского союза, атомная электроэнергетика надолго «впала в немилость» правительства и жителей государства, вынуждая ученое сообщество спешно искать новые способы получения критически важной для жизнедеятельности человека и работы промышленных предприятий электрической энергии.

С учетом географического расположения Японии самыми оптимальными путями для ученых стали разработки в сегменте гидроэнергетики и ветряной энергетики, способные обеспечить необходимый уровень выработки электричества с минимальными территориальными «потерями». К настоящему моменту представлены и частично реализуются многочисленные проекты по строительству целых морских плантаций из так называемых «ветряков», одновременно служащих миниатюрными гидроэлектростанциями. Гибридные энергетические установки после развертывания достаточного количества таких станций позволят значительно снизить нехватку электроэнергии в регионе, однако полностью решить проблему новейшим разработкам все-таки не удастся. Это сподвигло 37-летнего японского инженера Ацуши Шимидзу, уволившегося с последнего места работы несколько лет назад, основать коммерческое предприятие Challenergy, которое должно стать основой для развития совершенно нового и пока малоизведанного направления в современной энергетике. Деятельный специалист из Японии решил использовать в качестве источника «чистой» энергии чудовищную разрушительную силу природных катаклизмов — приносящие множественные беды тайфуны, нередко «посещающие» японские острова и наносящие непоправимый ущерб прибрежной инфраструктуре. Шимидзу решил создать универсальный ветрогенератор, способный устоять под воздействием мощнейших порывов ветра и при этом вырабатывать электрический ток путем преобразования энергии ветра в электричество.

Добиться нужного результата помог эффект Магнуса — основанное на физических законах явление, заставляющее находящийся «внутри» потока воздуха объект создавать вихревое движение, которое можно использовать для выработки значительно больших, чем на это способны имеющиеся образцы, объемов электроэнергии. Разработанную установку, или «турбогенератор тайфуна», для большего понимания принципов ее работы названную «тайфун-генератором», Шимидзу предложил устанавливать в наиболее подверженных риску появления тайфунов районах страны. Благодаря уникальной конструкции, лишенной привычных для ветрогенераторов лопастей, даже очень сильный ураган, способный сносить крыши домов и валить многолетние деревья, не сумеет повредить или уронить разработку японца. Происходит это из-за крайне малой площади попадающихся на пути тайфуна элементов, будучи крепко закрепленными на земле, обеспечивающими идеальную устойчивость и работоспособность почти в любых климатических условиях. Самое главное, что удалось добиться ученому — исключение из перечня критически опасных узлов и агрегатов лопастей пропеллера, применение которых в «тайфун-генераторе» больше не требуется. Именно огромные лопасти современных ветряных генераторов являются их самым слабым местом, вынуждая эксплуатирующие подобные установки компании ежегодно снимать их для проведения сервисного обслуживания. В рамках последнего лопасти проверяются на показатель искривления, обеспечивающего движущую силу ротору под воздействием ветра, и целостность элемента. Исходя из статистики европейских энергетических компаний, многометровые «пропеллеры» на ветрогенераторах приходится заменять каждые 3-5 лет, что при достаточно высокой их цене резко увеличивает общую стоимость вырабатываемого с их помощью электричества.

Мощность экспериментального «тайфун-генератора», испытанного Шимидзу в условиях гористой местности Японии, составила всего 1 КВт, что намного ниже показателей самых передовых разработок в сфере ветроэнергетики. Например, обладающий рекордной производительностью ветрогенератор Siemens SWT-7.0-154 позволяет вырабатывать до 7 МВт электричества, правда достичь таких показателей установке удастся только при силе ветра в 13-15 метров в секунду. Есть у разработки немецких инженеров из Siemens и ряд других серьезных недостатков — во первых, очень высокая стоимость производства и монтажа, превышающая $14 млн, а во-вторых, невероятные размеры и масса роторной установки. Чтобы оценить ее масштабы, достаточно присмотреться к последней цифре в названии продукта. Она указывает на диаметр лопастей, то есть последние имеют размах в 154 метра, что сопоставимо с размерами поставленных рядом авиалайнеров A380, обладающих размахом крыльев в 79,8 метра. Неискушенному в вопросе обывателю достаточно тяжело понять, насколько трудоемким и длительным по времени является процесс монтажа «ветрогенератора-гиганта», за который покупателю придется выложить баснословную сумму. По предварительным расчетам Шимидзу, его «тайфун-генератор» сможет существенно снизить расходы на вырабатываемое за счет «эксплуатации» ветра электроэнергию. Правда, для этого придется искать самые опасные для человека и инфраструктуры, но при этом очень «любимые» для тайфунов места на карте. Только в случае установки ветрогенераторов принципиально нового типа удастся добиться требуемых показателей эффективности, способных при некоторых условиях «потягаться» с атомными энергетическими станциями.

Уже через три года создатель «тайфун-турбины» рассчитывает запустить новинку в серийное производство, увеличив вырабатываемую ею мощность в 10 раз. Таким образом, мощность «тайфунного» ветрогенератора вырастет до 10 КВт, что при сохранении низкой себестоимости позволит устанавливать такие станции в массовом количестве сразу после их появления на рынке. Впоследствии появятся и более производительные модификации, однако о сроках производства усовершенствованных моделей генератора собственной разработки Шимидзу пока говорить не спешит.

Евгений Трофимов