Снимка: Youtube
Вятърът, който духа по улиците на Манхатън, не може да захрани града, но вятърните машини, разположени на хиляди метри над града, теоретично могат да го направят.
Първото задълбочено проучване в световен мащаб на вятърната енергия на голяма надморска височина показва, че на височина от около 1600 до 40 000 фута има достатъчно вятърна енергия, за да се задоволи световното търсене на електроенергия стократно повече.
Най-добрите наземни вятърни обекти имат плътност на вятърната енергия от по-малко от 1 киловат на квадратен метър площ. В близост до реактивния поток над Ню Йорк плътността на вятърната енергия може да достигне 16 киловата на квадратен метър. Въздухът там е огромен потенциален резервоар на енергия, ако може да се преодолее неговата непостоянност.
Още по-хубаво е, че най-добрите ресурси за вятърна енергия на голяма надморска височина съвпадат с гъсто населени райони, включително източното крайбрежие на Северна Америка и крайбрежието на Китай.
"Ресурсът е наистина, наистина феноменален. Там горе има много енергия, но тя не е толкова постоянна, колкото си мислехме. Тя няма да бъде сребърният куршум, който ще реши всичките ни енергийни проблеми, но ще има своята роля.", казва Кристина Арчър от Калифорнийския държавен университет в Чико, която е съавтор на статия за работата, публикувана в списанието със свободен достъп Energies.
В продължение на векове сме използвали изкопаеми горива с висока плътност, но пикът на доставките на петрол и опасенията за климата дадоха нов живот на зелените технологии. За съжаление възобновяемата енергия обикновено е дифузна, което означава, че трябва да се покрие голяма площ, за да се получи желаната енергия. Затова инженерите търсят възобновяеми ресурси, които са възможно най-плътни. В това отношение вятърът на голяма надморска височина изглежда много обещаващ.
"Можем да разширим приложението на енергията (на вятъра) до височините на облаците с помощта на хвърчила." утопичен технолог Джон Ецлер, 1833 г.
Мощността на вятъра - енергията, която може да се използва за извършване на работа като въртене на магнити за производство на електроенергия, варира с куба на скоростта му. Така че малко увеличение на скоростта на вятъра може да доведе до голямо увеличение на количеството механична енергия, която можете да бъде събрана. Вятърът на голяма надморска височина духа бързо, разпределя се добре по цялото земно кълбо и е по-лесен за прогнозиране от земния вятър.
Тези свойства са накарали изобретатели и учени да насочат надеждите си към небето, където отдавна е известно, че духат силни ветрове, както показва мечтателният цитат на Ецлер. По време на енергийните сътресения през 70-те години на миналия век, когато на бял свят излизат всякакви нови енергийни идеи, инженери и проектанти патентоват няколко проекта за използване на вятъра на хиляди метри във въздуха. Двете основни конструктивни схеми, които те предложили продължават да съществуват и до днес. Първата представлява електроцентрала в небето, която произвежда електричество във въздуха и го изпраща на Земята чрез проводящо въже. Втората прилича повече на хвърчило, което предава механична енергия на земята, където генераторите я превръщат в електричество. Теоретично и двата подхода биха могли да работят, но досега не е правена строга оценка на технологиите.
Министерството на енергетиката е имало много малка програма за вятър на големи надморски височини, която е дала някои от първите добри данни за качествата на вятъра там горе, но е била прекратена, тъй като цените на енергията са спаднали през 80-те години на миналия век и служителите на Министерството на енергетиката от ерата на Рейгън са насочили средства другаде.
Въпреки нарастващото внимание към възобновяемите енергийни източници, програмата не е
възобновена, но това не е защото се смята за лоша идея. По-скоро се смята, че тя е твърде далечна на хоризонта.
"В днешно време сме се насочили към неща, които можем доста бързо да комерсиализираме, например през следващите 10 години", казва говорителят на Националната лаборатория за възобновяема енергия Джордж Дъглас.
През последните няколко години в тази област се появяват стартиращи компании като KiteGen, Sky Windpower, Magenn и Makani (тайно финансирана от Google), които изглежда работят в много по-кратки срокове.
"Не сме толкова далеч от работещи прототипи", казва Кристин Арчър, макар да отбелязва, че всички компании са изключително потайни по отношение на данните от тестовете си.
Финансовият директор на Magenn, Бари Моне, заявил, че очаква "първите приходи" през следващата година, когато продадат "два до четири" работещи прототипа на своята „блимпи машина“, която ще работи на много по-малка височина. "Смятаме, че ще бъдем първи (на пазара), освен ако нещо не се случи", казва Моне.
В дългосрочен план опитите за захранване на цели градове с подобни машини биха били трудни, най-вече защото дори на най-добрите места вятърът ще спира поне в 5 процента от времето. "Това означава, че се нуждаете или от резервно захранване, или от огромно количество съхранена енергия, или от електрическа мрежа в континентален или дори глобален мащаб, за да се гарантира наличността на енергия. Така че, въпреки че вятърът на голяма надморска височина в крайна сметка може да се окаже основен източник на енергия, той изисква значителна инфраструктура.", казва съавторът Кен Калдейра, еколог в Станфордския университет.
По-долу можете да видите видеоклип на по-ранна версия, която се завърта от вятъра.
По-долу можете да видите няколко поколения от това, което компанията нарича "летящи електрически генератори". Всяка подобна машина трябва да бъде свалена по време на гръмотевична буря, за да се избегне загуба на контрол и падане. Това остава риск, докато не бъде доказана експлоатационната безопасност на технологията.
KiteGen прилага съвсем различен подход към генерирането на енергия. За разлика от горните две технологии, KiteGen използва автоматично управлявани хвърчила, летящи в осмица, за да използва енергията на вятъра. Компанията предвижда да свърже много от тези хвърчила, летящи на височина няколко хиляди метра, с централна станция, която ще се върти. Това движение ще захранва генератор.