Сам изобретатель – академик, доктор технических наук Альберт Болотов – свои станции называет не иначе как новым вектором развития мировой энергетики. С каждым годом стоимость электроэнергии в Казахстане растет. А города все больше утопают в смоге выхлопов автомобилей и угольных ТЭЦ. Между тем добытая при помощи ветровых турбин Болотова экологически безопасным способом дешевая электроэнергия – вполне реальная возможность. И на территории нашей страны уже действуют полсотни его установок. Но область их применения только в Казахстане могла быть гораздо шире. Например, постепенно они могли бы заменить угольные ТЭЦ.
Свой первый патент на идею экологически безвредных ветроустановок ученый получил еще в 1982 году. Действовавшие до этого пропеллерные ветростанции были подобием древних мельниц с огромными крыльями. При своем вращении пропеллерные ветростанции создают сильные вибрации и низкие частоты, вредные для всего живого. Но главное, что заставило Болотова взяться за создание новых ветровых роторных турбин, – это то, что ветроустановки старого типа чрезвычайно неэффективны. Чтобы их массивные лопасти постоянно вращались, колесо должно располагаться строго перпендикулярно направлению ветра. Но ветер всегда непостоянен – то слабый и прямой, то шквальный и беспорядочный. И при таких условиях коэффициент его использования пропеллерами едва достигает 10–15 процентов. Потому за многие десятки лет пропеллерные станции так и не стали эффективным средством преобразования энергии ветра в электричество.
Вертикальные же ветровые турбины Болотова не только лишены неприятных вибраций и шума при вращении лопастей, но и принимают ветер любых направлений и любой мощности. И коэффициент использования ветра в них достигает 48 процентов:
– Такие ветроустановки нужны не просто какому-то конкретному предприятию. Давая электроэнергию, они абсолютно не нарушают благоприятную среду для проживания всего живого. Именно поэтому я и взялся за экологически безвредные станции с вертикальной осью вращения, в которых применяются сразу два принципа использования энергии ветра – паруса и крыла пропеллера. Парус – очень эффективный преобразователь ветра. Но парусное судно всегда движется медленнее ветра. И если мы используем оба этих устройства, то при низких скоростях ветра агрегат применяет принцип паруса, а когда ветер разгоняется, то начинает использовать и крыловидный профиль. И турбина принимает ветер любой силы, любых направлений, любого запутанного режима течения, не требуя настроечных операций.
Сейчас на основе установки разработан целый диапазон агрегатов самой различной мощности. Так, станции ВРТБ работают в Джунгарских воротах и испытали на себе ветер до 45–70 метров в секунду. На ветрах такой силы другие станции работать вообще не могут. Они либо падают, либо разрываются от центробежной силы.
– Наши конструкции мы испытывали при движении на автомобилях, – рассказывает Альберт Болотов. – Ставили на них установки. И если естественный ветер дул со скоростью 12–15 м/сек., а мы ехали ему навстречу со скоростью 150 км/час, то из сложения этих двух ветров получалась скорость воздушного потока до 50 м/сек. Это около 180 км/час. Так мы испытывали аппараты, уточняли аэродинамические формулы, характеристики центробежных сил, профили лопаток. Потом научились уплотнять воздушные потоки, как это происходит в природе, например, в Джунгарских воротах. Там уникальная система горных хребтов, расположенных под углом друг к другу. С одной стороны – в Китае, с другой – в Казахстане. Ветер в Джунгарских воротах настолько мощный, что его силы может хватить на обеспечение электроэнергией едва ли не всей экономики Казахстана. Требуется только построить группу ветростанций, которые бы смогли работать в столь экстремальных условиях. И решение этой задачи меня сейчас больше всего занимает. Пока в Джунгарских воротах на объектах связи успешно работают две небольшие электростанции ВРТБ – по 2 кВт каждая. А вот пропеллерная станция, которую возвели в Джунгарских воротах, там оказалась неработоспособной.
– Наша страна выиграла проведение выставки “Экспо-2017”, которая называется “Энергия будущего”, – говорит профессор Болотов. – Следовательно, такую безопасную ветроэнергетику нужно развивать. К примеру, в Германии уже поняли, что многим странам вообще нет смысла ставить пропеллерные ветроустановки, особенно там, где дуют разнонаправленные ветры. Когда они приезжают к нам, я им рассказываю, что наши станции ВРТБ всеядны. Если есть ощутимый ветер, то они будут работать.
Конечно, идея использования энергии ветра парусом или крылом не нова, но технология Болотова – особенная: у нее нет ни одного квадратного сантиметра неиспользованной поверхности. В ее основание, к примеру, встроены солнечные батареи. Когда есть ветер – работает ветер, когда солнце – солнце, а когда и то и другое, то энергия не только отправляется к потребителям, но еще и “складируется” в аккумуляторах:
– Источники ВРТБ спокойно располагаются в непосредственной близости от жилых зданий и сооружений. Они бесшумны, не создают никаких вибраций. И такая генерация электроэнергии непосредственно у потребителя наиболее экономична. Это энергия, которую не надо привозить ни вагонами, ни цистернами, ни транспортировать по сетям и трубопроводам. Она сама приходит к потребителю в виде ветра. Такие станции можно ставить в горах и в степи. В Алматинской области на протяжении 40 км вообще сменяется 8 климатических зон: вечные снега, тундровая местность – это альпийские луга, зона лесов, полупустынь и пустынь. Такие климатические перепады, естественно, создают движение воздуха. А чуть ниже Дмитриевки, где ветры постоянные и входят в русло Шелекского коридора – это 120 км от Алматы, расположен второй по мощности после Джунгарских ворот ветровой энергетический узел, который может стать источником зеленой энергетики для Алматы. Шелек, Чунджа, створ русла реки Или выше Капшагая, северное и южное побережья Капшагайского водохранилища – тоже хорошие места для строительства ветростанций.
В Казахстане ветровые роторные турбины Болотова обслуживают пункты связи, ретрансляторы, небольшие поселки. С 2007 года они работают на маяках в Северном Ледовитом океане, на погранзаставах и в береговой охране в Азовском и Черном морях в России. Но чтобы снабдить всю страну дешевой экологически чистой электроэнергией, требуются усилия государственного масштаба. Те станции, которые уже действуют, изготовлены за счет частных инвесторов – частично в России, частично в Казахстане. А нужно создать настоящую индустрию, свои заводы, ориентированные на изготовление деталей именно к болотовским станциям, которые принесут отдачу уже через 6–7 лет.
– Все нормативные акты уже практически имеются, – отмечает ученый. – Есть дополнения и изменения к Закону “О развитии возобновляемых источников энергии”. Согласно им владельцы собственных станций в Казахстане имеют возможность продавать электроэнергию в распределительные сети и в местные системы, а также своим соседям, имеют право развивать этот вид бизнеса. Не “купи-продай”, а добывать дешевую электроэнергию из ветра. Поставил станцию – смотри, чтобы ее не сломали, и будет тебе доход. К тому же все, кто купил и ввел в эксплуатацию станции казахстанского производства мощностью от 5 кВт, получают 50-процентную компенсацию затрат за счет местных бюджетов. Это прописано в Законе от 4 июля 2013 г. “О внесении дополнений и изменений в некоторые законодательные акты РК по вопросам поддержки использования возобновляемых источников энергии”.
Во что обойдется такая станция? По словам Альберта Болотова, не дороже, чем покупка за рубежом пропеллерных ветростанций любого производителя. Если же наладить систему производства ВРТБ, подключив государственные структуры, то можно получать в стране электроэнергию безопасным способом, и она будет дешевле традиционного киловатт-часа. Ведь достаточно вспомнить, что коэффициент использования первичных ресурсов на теплоэлектростанциях составляет всего 35–40 процентов. Все остальное теряется при сжигании углеводородов, трансформации и передаче электроэнергии. Это слишком отсталая энергетика!