Крылья ветряных мельниц обычно представляли собой деревянные решётки с натянутой на них тканью, башни тоже часто строились из дерева. На заре ветроэнергетики дерево широко использовалось при сооружении небольших турбин. Сегодня интерес к нему вновь оживился.
ЛОПАСТИ
Деревянные лопасти определённо не подходят для мощных промышленных ветровых турбин, но могут использоваться в малых ветроустановках. (Малыми, согласно стандарту IEC-61400-2:2013, считаются турбины с ометаемой площадью ротора менее 200 кв. м, генерирующие переменный ток с напряжением до 1000 В или постоянный — до 1500 В.) Потребители зачастую сооружают такие установки своими силами, в чём им помогают специализированные организации, распространяющие типовые проекты. В одной из самых известных конструкций, принадлежащей шотландскому инженеру Хью Пигготту, материалом для лопастей служат доски. Турбины Пигготта мощностью 1-2 кВт с диаметром ротора 2-4 м завоевали популярность у энтузиастов по всему миру; на их основе также реализованы государственные проекты по электрификации сельских районов в развивающихся странах — Монголии, Непале, Перу и Никарагуа.
Дерево обладает целым рядом достоинств. В лесистых местностях оно доступно и дёшево; чтобы сделать из доски лопасть ветряка, достаточно самых простых навыков и инструментов. Упрощается как сооружение, так и обслуживание ветряка: новую лопасть на замену поломавшейся можно выстругать прямо на месте. Сегодня обращают внимание и на то, что дерево — экологически чистый и возобновляемый материал, а выбросы углекислого газа при изготовлении лопастей минимальны. По некоторым оценкам ветряки Пигготта обходятся в сооружении и эксплуатации на 20% дешевле, чем рыночные аналоги, — правда, неясно, как разделить эффект от использования деревянных лопастей и от того, что конечный потребитель вместо денег вкладывает в сооружение собственный труд.
Россияне, устанавливающие у себя на участках самодельные ветряки, насколько можно судить, относятся к деревянным лопастям без большого энтузиазма, предпочитая вырезать их из канализационных ПВХ-труб. Трубы привлекательны тем, что продаются во всех строительных магазинах, недороги, а их форма сама обеспечивает нужный изгиб поверхности. Выкроить из такой трубы новую лопасть — дело даже не часов, а нескольких минут. Автор статьи «Как соорудить лопасти ветрогенератора своими руками», опубликованной на портале «Совет инженера», фактически отметает дерево как возможный материал, оставляя ветряку с деревянными лопастями роль «учебной модели или пробного экземпляра». Автор другого портала — «Е-Ветерок» — описывает, как соорудил двухлопастную деревянную турбину, которая получилась довольно мощной, но не выдержала сильного ветра. Пигготту эта проблема хорошо известна, поэтому он рассчитал свой ветряк таким образом, чтобы при скорости ветра 8 м/с (5 баллов по шкале Бофорта) срабатывал механизм защиты лопастей путём их складывания. Сравнение с аналогичными по другим параметрам малыми ветряками, которые продолжают работу и при более сильном ветре, показало, что в большинстве случаев домашний аккумулятор успевает полностью зарядиться ещё до того, как ветер достигнет пятибалльной силы.
Наряду с самодельными существуют в мире и коммерческие малые (но более крупные, чем у Пигготта) ветряки с деревянными лопастями. Самый заметный их поставщик — основанная в 2014 году нидерландская компания EAZ Wind, работающая на местном рынке сельской электрификации. Текущая модель мощностью 15 кВт с диаметром ротора 12 м и высотой мачты 15 м называется EAZ-Twelve. Как объясняет производитель, сравнительно большой диаметр ротора в сочетании со сравнительно малым генератором обеспечивает равномерную выработку электроэнергии в течение всего года, простота устройства обещает длительную (двадцать лет и больше) бесперебойную работу, а конструкция из дерева помогает ветряку органично вписаться в окрестный пейзаж. Деревянные лопасти, таким образом, не удешевляют проект, а несут чисто эстетическую нагрузку — и это очень важно.
БАШНИ
Турбина EAZ-Twelve деревянная, но держится на стальной мачте. Шведская компания InnoVentum, наоборот, специализируется на сооружении сборных деревянных вышек для установки турбин (сами турбины выпускаются сторонними производителями). Вышка составлена из нескольких опор. Нагрузка на каждую из них сравнительно невелика, так что необходимости в мощном бетонном фундаменте нет. Небольшие по размеру элементы, из которых собирается вышка, помещаются в кузове грузовика, а процесс сборки, включая необходимые фундаментные работы, занимает несколько часов и в принципе не требует подъёмного крана — можно обойтись с лебёдкой и канатом. Высота конструкции — 12 или 20 м.
Вышка может иметь более сложную форму, позволяющую в дополнение к расположенной наверху турбине разместить на среднем уровне наклонный блок солнечных батарей. К этому типу конструкций относится гибридная электростанция Giraffe 2.0 с зарядкой для электромобилей, представленная в 2014 году в Гонконге на выставке дизайна.
Другая шведская компания — Modvion — нацелилась на создание модульных башен большой — от 100 до 150 м — высоты, подходящих для размещения мощных промышленных генераторов. Модули изготавливаются, строго говоря, не из дерева, а из CLT (cross-laminated timber) — многослойной клеёной древесины, — в форме полукруглых сужающихся желобов. Они, как и модули InnoVentum, могут по нескольку штук помещаться в кузове грузовика. В собираемой из них трубчатой башне монтируются подъёмник и лестница, с помощью которых можно подняться в гондолу для выполнения тех или иных работ. Проём двери достаточно велик для проноса большинства внутренних узлов ветрогенератора, а сигнальные огни для самолётов можно разместить с наружной стороны на любой высоте.
Компания Modvion 29 апреля сообщила об установке первой экспериментальной башни высотой 30 м в Бьёрке, пригороде Гётеборга. Она будет использоваться исключительно для исследовательских целей, монтаж генератора не предполагается, а первые коммерческие башни планируется возвести в 2022 году. Уже подписаны декларации о намерениях с фирмами Varberg Energi на возведение 110-метровой башни и Rabbalshede Kraft на строительство десяти башен высотой не менее 150 м.
