J60-3-1

Китайские инженеры создали прототип плавучей ветряной турбины, которая, по их словам, побила рекорды по выработке электроэнергии, потенциально открывая эру нового поколения возобновляемых источников энергии. Каждая такая турбина способна генерировать 17 МВт чистой электроэнергии (68 млн кВт·ч за год). Для выработки такой мощности гондола установлена на башне высотой 152 м, полный оборот лопастей охватывает площадь в 53 000 кв/м (5,3 га). Хотя морские ВЭС дороже в строительстве и производят более дорогую энергию в пересчёте на единицу, чем их наземные аналоги, размещение турбин в море обеспечивает доступ к более постоянным и сильным ветрам, что идеально для масштабного производства энергии с меньшим временем простоя. Большинство морских ветряных турбин являются устройствами с фиксированным основанием, то есть они крепятся напрямую к морскому дну. Это экономически эффективный способ установки ветропарков на мелководье, например, в Северном море, средняя глубина которого составляет всего 90 м. Современные морские турбины с фиксированным основанием имеют номинальную мощность 13 МВт. Однако большая часть Мирового океана не подходит для турбин с фиксированным основанием, так как его средняя глобальная глубина, по данным Национального управления океанических и атмосферных исследований, составляет 3682 м.

Кроме того, есть и ещё одна, помимо морских глубин, неприятность: простой расчёт показывает, что при рабочей мощности турбины 15 МВт при обеспечивающем эту мощность скорости ветра 30 м/с на турбину давит сила минимум 0,5 МН, что при высоте башни 150 м даст минимальный опрокидывающий момент 75 МНм. И сама башня, и её крепление к опоре должны с этим моментом постоянно справляться. Эти цифры получены при кпд 100%, на самом деле они существенно больше. Кроме того, нужно ведь учесть штормы и ураганы. Единственный разумный выход в «уплощении» рабочего поля, то есть замене круга большого диаметра длинным прямоугольником малой высоты. Примерно так решают вопрос линейные комплексы ветротурбин.

Понятно, что такое решение удорожает в разы выработанную энергию. Между тем есть решение, не только «уплощающее» комплекс, но и освобождающее его от любых вращающихся деталей, то есть от износа и частых ремонтов. Речь идёт об «ионном ветре» – физическом явлении, при котором движение воздуха создаётся с помощью электрического поля, то есть об эффекте Бифельда-Брауна. Это явление создания ионного ветра между двумя горизонтальными проводниками, подключенными к высокому напряжению. На этом эффекте работают ионные вентиляторы и ионные двигатели. Подробно ионный ветер рассмотрен в кандидатской диссертации А. Е. Королёва «Разработка и исследование устройства для вентиляции воздуха ионным ветром», защищённой по специальности 05.27.02 в Рязанском государственном радиотехническом университете. Обычно «ионный ветер» это поток воздуха, увлекаемый ионами, движущимися в электрическом поле.

Энергию для «ветра» даёт электрическое поле, однако с тем же успехом воздушный поток может переносить против сил электрического поля заряженные молекулы воздуха. Совершая работу против сил поля, то есть перенося заряды на одноимённый электрод, воздушный поток наращивает энергию этого поля!

Резюмируя изложенное, можно предложить электрогенератор в виде трёх прямоугольных, параллельных друг другу сеток. Сетка № 1, встречающая ветер, изготовлена из материала, легко отдающего электроны. За ней сетка № 2 с потенциалом относительно сетки 1, обеспечивающим коронный разряд между сетками 1 и 2 и ионизацию атомов воздуха (кислорода в случае отрицательного напряжения на сетке 1, азота в случае положительного). Ионы облака, пролетевшие сетку 2, ветром увлекаются к сетке 3, создают на ней заряд и направленное против движения ионов поле. Работа ветра, несущего ионы против электрического поля между сетками 2 и 3, и есть его полезная работа.

Очевидно, что за пределами зоны пассатов крепления сеток должны обеспечивать их ориентацию в зависимости от направления ветра. Столь же очевидно, что сила давления ветра меньше не станет, но вот вместо 150-ти метровой башни можно будет обойтись единицами метров. То есть уменьшить опрокидывающий момент на 1,5 – 2 порядка!