За этот год мощность российской ветроэнергетики удвоилась. А в ближайшее десятилетие она может вырасти в десять раз.

Конечно, одними тепло-, гидро- и атомными электростанциями все богатство энергопроизводства не исчерпывается. Оно ими почти исчерпывается. На них сейчас производится примерно 92 процента мировой электроэнергии. Есть еще электростанции, в том числе и достаточно крупные, преобразующие в электричество энергию Солнца, ветра, приливов, земного тепла (геотермальные), биомассы, но на их долю в мировой системе приходится менее 8 процентов. С другой стороны, доля их постоянно растет. Ведь еще в не столь далеком 1973 году на долю альтернативных источников приходилось всего 0,6 процента.

По данным WWEA (World Wind Energy Association - главной мировой организации, занимающейся изучением, пропагандой и внедрением ветроэнергетики), мировая производительность только ветряных электростанций за последние четверть века выросла почти в 100 раз, с 6,4 в 1996 году до 598,9 ГВт в конце 2018-го. 598,9 ГВт - это больше суммарной мощности всех атомных электростанций мира, последние от проигрыша спасает только то, что уран распадается без остановок, а ветры дуют не всегда и не всегда в полную силу.

Согласно прогнозам, уже к концу нынешнего года установленная мощность мировой ветроэнергетики составит 792,1 ГВт, а к концу 2050 года вырастет до 4042 ГВт. В отдельных странах доля ветровой энергии в общей массе уже составляет существенную часть, например, в Дании она превышает 42 процента, в Португалии доходит до 27, а в Никарагуа - до 21. Безусловным лидером в этой области является Китай, за последние 10 лет он поднял мощность своих промышленных ВЭС с 41,8 до 216,9 ГВт. Далее идут США (96,3 ГВт), Германия (59,3 ГВт), Индия (35 ГВт) и Испания (23,5 ГВт).

Когда-то безусловным лидером в деле ветроэнергетики был СССР. Именно у нас, в Крыму, в начале 1930-х была запущена первая в мире крупная (по тем временам) ветровая электростанция (ВЭС) ЦАГИ Д-30. Ее мощность составляла 100 кВт, однако к 1938 году ее планировалось увеличить до 5 МВт.

В середине прошлого века в Советском Союзе ежегодно собирали 9000 малых ветрогенераторов мощностью до 30 кВт, большей частью для нужд целины и для Крайнего Севера. Тогда же на целине была запущена первая в мире ветро-дизельная электростанция мощностью 400 кВт.

Но сейчас от былого нашего лидерства мало что осталось. В списке из 118 стран, в энергосистеме которых имеется ветряная составляющая, Россия до последнего времени занимала не очень высокое 52-е место. Наши ВЭС в сумме выдавали 184 МВт. Даже не говоря про Китай, это почти в два раза меньше Украины (534 МВт), в 1,8 раза меньше Литвы (493 МВт) и на 2 МВт ниже Панамы (270 МВт). Мы уступали Аргентине (279 МВт), Таиланду (290 МВт), Чехии (308 МВт), Эстонии (310 МВт) и даже Эфиопии (324 МВт). Однако справедливости ради стоит сказать, что в последнее время положение начинает меняться.

Экономический потенциал ветроэнергетики России колоссален. По подсчетам экспертов, он превышает 260 млрд кВт*час/год, а это - почти треть производства электроэнергии всеми электростанциями государства. А технический потенциал (то есть вообще суммарная мощность ветровых потоков) превышает 50 трлн кВт*час/год, что перекрывает общее энергопотребление страны больше чем в 60 раз.

Крупнейшей из действующих в России ветроэлектростанций еще полгода назад была запущенная в начале 2019 года Ульяновская ВЭС-2. Ее мощность составляет 50,4 МВт. 35 МВт дает открытая чуть раньше Ульяновская ВЭС-1, еще 82 МВт приходятся на 5 крымских ветроэлектростанций. Кроме того, на территории страны работали еще 14 промышленных ВЭС мощностью от 0,25 до 5,1 МВт.

А в марте этого года в российской ветроэнергетике произошел настоящий прорыв. В эксплуатацию была введена Адыгейская ВЭС, построенная, как несложно догадаться, в Адыгее. Здесь, на территории, равной приблизительно 22 футбольным полям, установлены 60 ветряков, высота каждого из которых превышает 150 метров. Установочная мощность ВЭС составляет 150 МВт, а это значит, что после запуска суммарная мощность российской ветроэнергетики выросла почти вдвое. Что сразу подняло нас в мировом рейтинге на 11 ступенек, с 52-го на 41-е место. Полученной энергии хватает на то, чтобы полностью удовлетворить потребности столицы Адыгеи - Майкопа.

Интересно, что и строительство, и эксплуатацию осуществляет дочка одной из самых инновационных госкорпораций страны Росатома, компания «НоваВинд». И этот проект в корпорации рассматривают не просто как перспективный, но именно как пилотный. Дело в том, что полученный опыт поможет в уже начатом в Ставропольском крае строительстве Кочубеевской ВЭС, мощность которой составит уже 210 МВт. Всего же компания планирует построить уже к 2023 году 1 ГВт новых ветромощностей.

Что немаловажно, практически все ветроустановки для этих проектов произведены в России. Лопасти - в Ульяновской области, гондолы (в которых расположены генераторы) - в Нижегородской, башни - в Ростовской. Стоят ветряки совсем не мало. Каждый из установленных в Адыгее - больше 300 млн рублей, но это как раз тот редкий случай, когда бросать деньги на ветер не жалко.

Современные ветрогенераторы бывают «карусельные», с вертикальной осью вращения, и «крыльчатые», с горизонтальной. Всем известны крыльчатые ветряки, так похожие на древние ветряные мельницы. Только вот лопастей у них значительно меньше. Как показали эксперименты и расчеты, чем меньше у ветряка лопастей, тем большей мощности он может достичь. Поэтому, если раньше число лопастей доходило до восьми, сейчас практически все ветряки имеют лишь три или две, а в некоторых случаях и одну лопасть. Длина лопастей может доходить до 80 метров и даже немножко больше. Современные технологии позволяют сделать их еще длиннее, но тут в ситуацию вмешивается природа. Дело в том, что на разных высотах ветры могут дуть в разных направлениях. То есть 100-метровая лопасть вполне может попасть в два противоположных потока.

Карусельные ветряки на крыльчатые не похожи абсолютно. Представьте себе разрезанный по вертикали пополам металлический шар. Закрепите симметрично обе половинки на свободно вращающейся вертикальной оси. Теперь, какого бы направления ветер на них ни дул, он всегда будет одну половинку просто обтекать, а другой - задувать внутрь, толкая ее как парус. Установка начнет вращаться в направлении «задуваемого» полушария. Примерно так и работает простейший карусельный ветряк. Основными его плюсами перед конкурирующими «крыльчатками» является то, что он не зависит от направления ветра и начинает работать уже при самой маленькой его скорости. Кроме того, «карусельник» не ограничен максимальными 80 метрами, что останавливают конструкторов крыльчатых агрегатов. Поэтому многие футурологи и эксперты-ветроэнергетики оставляют будущее за ними.

Теоретически высота его может достигать десятков километров. Эдакая гигантская, устремленная ввысь, за облака, колонна с сотнями расположенных на разных высотах, вращающимися в разные стороны и с разной скоростью «карусельками». Но на доступных нам сейчас высотах коэффициент полезного использования силы ветра у крыльчатых аппаратов существенно выше, поэтому их пока строят значительно чаще. На их долю в мире приходится более 90% всех ветровых генераторов. Установлено их по всему свету уже немало. Одна только датская фирма Vestas Danich Wind Technology с начала 1980-х годов построила по всему миру более 11 000 ВЭС.