Любой, кто когда-либо запускал воздушного змея, знает это чувство: ветер подхватывает змея и с силой тянет вверх, натягивая веревку. Веретено начинает быстро раскручиваться, и вот змей уже во всю парит высоко в небе. Однако, возможно, эта энергия может использоваться для производства электроэнергии.
Идея проекта проста: метеорологи знают, что на высоте 500 метров мощность ветра в несколько раз (разница может быть восьмикратной) сильнее, чем на высоте 120 метров (это высота ступицы современных ветрогенераторов, по техническим причинам высота башен не может быть увеличена до бесконечности). Воздушный змей мог бы использовать этот сильный ветер.
Роль змея выполняет небольшой беспилотник, который соединен с наземной станцией тросом (отсюда и название Twing, сокращение от tied wing — крыло на привязи). Быстрая восходящая скорость полета тянет трос, который разматывается с катушки. Это, в свою очередь, заставляет генератор производить электроэнергию. Как только аппарат достигает своей максимальной высоты или полной длины троса, он начинает спуск и трос снова наматывается на катушку для начала нового цикла.
«Большой проблемой является не сам полет, — говорит Рольф Лючсингер (Rolf Luchsinger), генеральный директор TwingTec, одной из первых компаний, разрабатывающих воздушные ветровые электростанции. — Проблема заключается в том, чтобы взлет и посадка происходили автоматически. В конце концов, электростанция должна быть в состоянии поставлять электричество, не будучи контролируемой людьми».
Осенью 2018 года на вершине горы Шассераль в Западной Швейцарии прототип TwingTec T28 смог частично решить эту проблему. Планер с размахом крыльев в три метра, поднялся в воздух, автономно отработал несколько циклов в течение 30 минут, произвел электроэнергию и благополучно приземлился на стартовую платформу.
Сейчас команда работает над прототипом T29, который планируется ввести в эксплуатацию на более длительный период времени в ноябре 2019 года. T29 не только автоматически взлетит и приземлится, но также произведет до 10 кВт·ч электроэнергии.
Пока TwingTec ориентируется на отдаленные и труднодоступные районы. Сегодня в этих местах в основном используются дизельные генераторы, которые выделяют выхлопные газы, а также очень шумные. Кроме того, дизельное топливо приходится доставлять в эти места с большими затратами. Автономно работающие воздушные станции помогут экономить топливо, а также могут взять на себя всю выработку энергии в среднесрочной перспективе.
Способ Twingtec не просто использует силу ветра на больших высотах, эта технология использует в десять раз меньше материала, чем традиционные ветряные турбины. Такая генераторная установка высокомобильна, легко перемещается и может быть установлена практически в любом месте за короткое время.
В долгосрочной перспективе, однако, у Лючсингера есть еще большие планы: построить плавучие ветровые электростанции на море с его энергетическими воздушными змеями. Здесь много места и ветра, а энергетические змеи никого не побеспокоят. По его мнению, это именно то, что нужно энергии ветра, чтобы ускорить энергетическую революцию.
Взглянув на многочисленных конкурентов, можно представить, насколько многообещающими «энергетические змеи» могут вскоре стать. Только в Европе за последний год появилось более десяти стартапов в этой отрасли, плюс несколько команд из университетов и технических колледжей разрабатывают решения для этого вида производства энергии.
