Китай сделал шаг к получению электроэнергии от ветра, дующего на высоте четырех километров над землей. Отечественная привязная воздушная ветроэнергетическая система S4000, напоминающая по форме дирижабль увеличенного размера, недавно завершила полный цикл валидации запуска, удержания на точке, генерации и возврата на испытательной базе на северо-западе Китая. Работу возглавил энергетический стартап из Пекина совместно с Университетом Цинхуа и Институтом аэрокосмической информации Китайской академии наук, что знаменует переход Китая от итеративной разработки высокогорной ветроэнергетики к инженерному внедрению.
Идея создания летающей электростанции имеет физическое обоснование. Скорость ветра резко возрастает с высотой по мере ослабления трения о землю, поэтому турбина на высоте 4000 метров может за год выработать столько же, сколько несколько наземных аналогов вместе взятых. Наземные ветропарки обычно работают от 2000 до 3000 часов в год; оценки исследований высокогорного ветра показывают, что теоретическое годовое полезное рабочее окно на высотах 4000 метров составляет от 5000 до 6000 часов. Поскольку ветер там более устойчивый, такие системы также проявляют характеристики, близкие к базовой нагрузке, потенциально служа в будущем дополнением к традиционной базовой генерации.
Система S4000 имеет длину 67 метров, ширину 40 метров и высоту 23 метра и поднимается за счет плавучести легкой оболочки, заполненной гелием, вместо того чтобы опираться на тысячи тонн стали и бетонные фундаменты. Высокопрочный трос удерживает ее на месте, одновременно передавая киловольты энергии обратно в сеть. Ключевое оборудование — генератор, преобразователь и система управления — упаковано в обтекаемый корпус. Команды решили 17 ключевых технических проблем, включая управление ориентацией платформы, легкую генерацию и километровую передачу высокого напряжения, а гибридная структура оболочки из жестких нервюр и мембраны повышает ветроустойчивость на 45 процентов по сравнению с обычными мягкими дирижаблями.
Для противодействия турбулентности система использует бортовое сервоуправление для регулировки ориентации и стабильно удерживается на точке, продемонстрировав 72 часа непрерывной генерации. Лазерные радары и ультразвуковые анемометры прогнозируют ветер и порывы, проводящий статический слой и бортовые громоотводы управляют ударами молний, а микроволновый или электрический антиобледенитель предотвращает образование льда.
Сам трос является достижением материаловедения: адаптивный кабель с углеродным сердечником в три раза прочнее стали при четверти веса, объединяющий несущую способность, передачу высокого напряжения и оптоволоконное управление в одной жиле. S4000 является преемником более ранних прототипов меньшего размера на высотах 500 и 2000 метров, построенных на новом заводе по производству высокопроизводительных материалов для оболочек в Чжоушане для обеспечения цепочки поставок. Первые демонстрационные проекты S4000 теперь являются окном для наблюдения за развертыванием парка, при этом высокогорный ветер рассматривается для пустынь, отдаленных островов и горных постов, куда линии электропередач никогда не доходили.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Автор – Pandaily
