Стратегия развития национальной энергетики США предусматривает, что ветроэнергетика должна в перспективе вырабатывать 20% всей электроэнергии в стране. Это может потребовать увеличения рабочей поверхности лопастей на 50%, однако, по оценкам экспертов, современный уровень развития технологий не позволяет это сделать.
Очевидным решением стало бы облегчение массы лопасти за счет применения новых материалов.
Группа американских компаний и исследовательских центров объявила о начале реализации проекта производства ткани для верогенераторов.
Корпорация General Electric Co. (GE), Политехнический институт и университет штата Виргинии (Virginia Polytechnic Institute & State University, Virginia Tech, VT) и Национальная лаборатория по возобновляемой энергетике (National Renewable Energy Laboratory, NREL) начинают совместные исследования по созданию специальной ткани для обтяжки лопастей ветряков. Рассчитанный на три года проект с бюджетом в 5,6 млн долларов курирует Агентство передовых исследований в области энергетики (Advanced Research Projects Agency – Energy, ARPA-E) Минэнерго США.
Точные параметры будущей «ветроткани» не сообщаются, однако пресс-центр GE сообщил, что в конструкцию лопасти будет заложена прочность с расчетом на 20 лет эксплуатации, причем предполагается исключить необходимость регулярной профилактики натяжного тканого покрытия.
«Разрабатываемая нами ткань будет крепкой, гибкой и более простой в сборке, монтаже и эксплуатации», – заявила ведущий инженер General Electric Венди Лин (Wendy Lin).
Инновационное решение навеяно опытом развития авиации: в начале XX века необходимость облегчения и удешевления крыльев аэропланов привела к использованию для их обтяжки тканых материалов. На заре воздухоплавания ткани показали себя износостойким, прочным и надежным материалом. Спустя столетие, это подсказало специалистам-энергетикам возможность применения аналогичного решения в ветряках.
Руководящим принципом исследований, как настаивают в GE, стало стремление удешевить продукцию ветроэнергетики. Пока что львиную долю стоимости такого электричества приходится на капитальные затраты, прежде всего, собственно на турбины.
Ожидается, что, в случае успеха проекта, стоимость производства лопасти может быть снижена на 25-40%. В результате электроэнергия, выработанная силой ветра, станет существенно дешевле – это позволит сделать ветроэнергетику более конкурентоспособной на фоне традиционно используемых углеводородов.
Кроме того, в будущем станет возможным производить лопасти длиной свыше 130 метров. Современные же технологии изготовления лопастей из стеклопластика ограничивают длину лопасти 120 метрами.
Практическим следствием удлинения и облегчения «крыла» станет возможность эффективной эксплуатации ветряков при пониженной силе ветра.
В результате размещения ветрогенераторов в новых районах, считавшихся прежде непригодными из-за умеренных ветров (например, на Среднем Западе США (Midwest)), ветроэнергетика сможет выйти на новый виток развития.