Как обуздать ветер, или Особенности энергетического самообслуживания

Идиллический пейзаж с ветряными мельницами – это не только ностальгическая картинка на старинных гравюрах или голландском кафеле, но и яркое напоминание нынешнему человечеству о том, что наши предки умели успешно приручить и использовать великолепный и бесплатный дар природы. По различным историческим источникам, люди используют ветер для своих нужд уже 4 тысячи лет. Более ста лет насчитывают даже современные горизонтальные ветрогенераторы, по отдельности или целыми стадами «пасущиеся» сегодня на севере Европы, в США, Канаде, многих других странах мира. Сегодня они вносят существенный вклад в экономику своих государств, а заодно - в «зелёную энергетику», использующую возобновляемые природные источники.

В Литве, к сожалению, мощных промышленных ветропарков пока лишь единицы. А тем временем в мире вовсю апробируется очередное новшество: вертикальные ветрогенераторы малой мощности, рассчитанные в основном на индивидуальных потребителей. Так, может быть, частная инициатива в нашей стране – особенно в условиях энергетического и экономического кризиса – окажется расторопнее государственной?

Об этом, а также об особенностях современных форм «энергетического самообслуживания» мы беседуем с директором предприятия по проектированию и производству ветряных турбин «GreenPower» Борисом ЛОЗИНСКИМ.

Надежная зелёная сила

- Как у Вас возникла идея заняться ветроэнергетикой и почему именно ею?

• Мысль об использовании энергии ветра возникла из очевидной необходимости в этом отдельных людей и предприятий. Промышленное производство ветряных турбин насчитывает в мире уже около 100 лет, но в Литве их использование пока минимально. А мы к тому же специализируемся на малых турбинах, предназначенных для небольших домашних хозяйств, жилищных товариществ, индивидуальных домов.

А вообще ветровая энергия - такая область, что чем больше в неё углубляешься, тем больше проблем видишь. Ветровые турбины постоянно совершенствуются - механические части, конструкция ветроколёс, электронные компоненты... Тем не менее, из общего количества энергии ветра, даже в теории, нельзя забрать всё - поток воздуха был и ушёл, его не остановишь, не закроешь, он просто исчезает. После захвата скольких-то процентов силы ветра потери идут и во всей цепочке оборудования – генераторах, электронике и т.д. Кинетическую энергию ветра человеку пока удаётся обуздать лишь на 30-40%. Сегодня это максимум. Но это очень хороший результат и достаточный стимул для развития этого вида энергетики.

Раньше её много где в мире значительно субсидировали. Например, немецким потребителям одно время покрывали почти 80% расходов. Это значительно стимулировало сектор ветровой энергетики, а результаты видны до сих пор. В Литве такого не было, поэтому мощные горизонтальные ветряные турбины строили только те, кто мог себе это позволить.

- И несмотря на это, вы сегодня выходите на рынок с новым предложением - индивидуальными ветровыми электростанциями вертикального типа. Откуда у вас уверенность, что они заинтересуют и будут по карману частным потребителям?

• По многим причинам ясно: пора начинать всерьёз заботиться об альтернативных источниках энергии. Не только потому, что после закрытия Игналинской АЭС производимой в Литве электроэнергии стало существенно меньше, но и потому, что всё больше людей становятся приверженцами «зелёной» энергии, получаемой непосредственно от солнца, ветра, воды, других возобновляемых природных источников. Не случайно ведь наша компания названа «GreenPower», что в переводе с английского означает «Зелёная сила», и это ясный ориентир для тех, кто мыслит современно и прогрессивно, с заботой о Земле. Мы действительно предпринимаем попытку вместе с нашими клиентами добиться надёжного, экологически чистого, безопасного, экономически целесообразного получения энергии, а затем её оптимального использования.

Почём киловатт ветра?

- Сколько стоит сегодня индивидуальная ветровая электростанция? Какой период её окупаемости можно считать оптимальным?

• Это, безусловно, очень важный момент, но пока его можно просчитать довольно условно. Следует учитывать несколько составляющих, каждая из которых является очень важной. Цена на приобретение и эксплуатацию ветровых турбин зависит от конкретных условий и желаний заказчика. Единую цену назвать нельзя, как цену автомобиля, скажем, если не уточнять его марку и возраст. Затем, если вы покупаете мощные батареи, их стоимость может составить половину цены всей системы. Другим важным моментом является цена электроэнергии. Когда мы занимаемся сегодня её прогнозированием – это гадание на кофейной гуще. Она не дешевеет, но какими темпами будет дорожать, никто не знает. В цену ветровой энергии входит ещё и политика правительства. В Германии этот вид получения энергии именно физическими лицами дотировался последние лет 12-15. Сейчас там принимают новые программы поддержки возобновляемых источников энергии. У нас же об этом пока идут только разговоры. Так что ещё один неясный вопрос: дотации или помощь европейских фондов? Есть целевые программы, где частичная дотация намечена. А в результате, если мы подсчитаем полную окупаемость очень дорогого варианта нашей ветровой электростанции с предпосылкой, что электроэнергия будет дорожать незначительно, можно окупить её за 20 лет и без субсидий. Если же считать усреднённый, не очень дорогой вариант, но с субсидиями и при резком подорожании электроэнергии, он может окупиться и за 4 года.

И всё-таки, задумываясь о собственной ветроэлектростанции, надо ориентироваться на несколько десятков тысяч литов. Базовая цена электростанции мощностью в один киловатт - около 20 тыс. литов. Но при расчёте ожидаемой энергии важно не сделать одной ошибки. Когда производители указывают: мол, мощность конкретного ветрового генератора 2 или 3 кВт, это совсем не означает, что вы получите столько электроэнергии. Электростанция в один киловатт в домашнем хозяйстве на самом деле даст около 20-30% энергии. Оптимальной мощности она достигает только, когда дует ветер силой 10 метров в секунду. Но это случается довольно редко – в целом по Литве примерно 100 часов в год. Так что если у вас дует ветер в среднем со скоростью 4 метра в секунду, то вы получите лишь четвёртую или пятую часть запланированной энергии.

- Это же совсем немного!

• Но с учётом того, что Литва, как и весь мир, идёт к значительному сокращению потребления энергии – причём уменьшению кратному, в разы – это не так уж мало. Уже реально существуют жилые дома площадью 250 кв. м, которые практически обходятся вообще без посторонних источников энергии. У них на крыше стоят солнечные батареи, которые дают всё, что надо. Даже официальный термин такого дома – «жильё с нулевым потреблением энергии». Отличный иллюстративный пример – освещение. Длительность службы обычной 100-ваттной лампочки накаливания равняется сроку жизни 15-ваттной энергосберегающей и 5-ваттной лампочки следующего поколения, на светодиодах. Поэтому, если осветить весь дом по старинке и включить в нём все лампочки, потребуется мощность в полтора-два киловатта, а если заменить светильники на светодиодные, то в несколько раз меньше.

Технологии отопительных систем тоже развиваются стремительно. Если совсем недавно для отопления дома требовалось, условно говоря, 4-5 кВт, то сегодня того же эффекта можно достичь, используя всего полкиловатта. То есть энергопотребление, несмотря на развитие экономики и строительство нового жилья, уменьшается семимильными шагами.

- Выходит, развитие вашего сектора энергетики напрямую зависит от тех компаний и партнёров, которые поставляют на литовский рынок эти самые новые отопительные и осветительные технологии?

• Не обязательно. Это лишь один из сегментов. Те клиенты, с которыми мы друг друга уже нашли, сами идут нам навстречу. Скажем, у человека есть усадебный дом в Вильнюсском, Тракайском или любом другом районе, к которому вообще не подведена общая электрическая сеть или её ввод маломощный и некачественный: постоянно что-то отключается, скачет напряжение в сети и т.п. Каждый хороший хозяин умеет считать, и он просто сравнит предложение от электросетей в несколько десятков тысяч литов на оборудование дополнительной трансформаторной подстанции с альтернативной инвестицией по нашему предложению. И сам решит, что ему выгоднее: потратить значительные средства и всё равно остаться заложником электросетей с их непредсказуемой и плохо контролируемой монополией на цены или затратить те же деньги на оборудование ветрогенератора и получать свои 3-4 киловатта просто из воздуха. А если для такой инвестии возникнут ещё и подходящие финансовые инструменты в виде специальных ссуд, такой выбор станет ещё привлекательнее.

Энергетические гибриды

- Многие считают, что для Литвы гораздо эффективнее было бы использование гибридных электростанций, летом использующих энергию солнца, а зимой – ветра. Может быть, Вашей фирме стоило бы сразу начать развивать «зелёную» энергетику в обоих этих направлениях, то есть, образно говоря, идти в будущее не одной, а двумя ногами?

• Безусловно. Даже в дождливые осенние дни, которые мы называем пасмурными, на самом деле в природе достаточно энергии для работы современных солнечных батарей. И это второе направление нашей работы. Гибридные энергосистемы во всём мире являются наиболее оптимальными, потому что в природе обычно есть либо ветер, либо солнце – редко они «работают» на пару. Зимой и осенью больше ветра, весной и летом – солнца. Солнечные батареи тоже развиваются огромными темпами. И то, что ещё 5 лет назад было дорого и не очень эффективно, сегодня уже достаточно дёшево и эффективно. Мы этим тоже занимаемся и сотрудничаем с одним из крупнейших немецких производителей, имеющим огромный опыт в этой области. Поэтому гибридные энергосистемы - это не следующий шаг, а то, чем мы занимаемся уже сегодня, и мы можем предложить их своим потенциальным клиентам. Это достаточно дорого, но в плане эффективности, окупаемости и независимости от любых монополистов – это огромный шаг вперёд.

- Да и просчитать оптимальную эффективность такой универсальной домашней электростанции, наверное, можно гораздо точнее?

• Конечно. Разговор с любым клиентом мы всегда начинаем с того, что выясняем, сколько энергии ему в принципе необходимо и как её можно оптимизировать, то есть уменьшить. С помощью новейших технологий энергопотребление, как мы уже говорили, сегодня можно уменьшить в несколько раз.

Эксклюзивная сборка

- Насколько «зелёная» энергетика является новостью для Литвы?

• Малые вертикальные ветроэлектростанции являются очень инновативными. На ремесленном уровне что-то пытались делать уже лет 10-15 назад, но никто, кроме нас, пока не вышел на рынок с новым и действительно высокотехнологичным предложением. Есть те, кто продаёт готовые, достаточно эффективные немецкие комплекты, но они никак не адаптируются под конкретные потребности отдельного заказчика. Можно лишь приблизительно выбрать себе что-то подходящее, как одежду в магазине: из того, что есть. Если, предположим, в стандартный комплект ветрогенератора входит мачта высотой 9 метров, он может оказаться совершенно неэффективным, так как на этой высоте в этом месте попросту не будет ветра. Но если тот же самый генератор поднять на высоту 15 метров, он сразу заработает на полную мощь. Но именно этих тонкостей «общий размер» и стандартный комплект никак не учитывают. А ведь ветрогенератор, как хороший костюм, должен быть идеально «посажен», то есть подобран и подогнан к потребителю с учётом уймы нюансов: высоты, розы ветров, силы ветровых потоков, надо обязательно произвести специальные измерения, расчёты и т.п., а дилеры этого никогда не делают. Так что пока мы только можем предложить потенциальным клиентам надёжный, недорогой и качественный комплексный продукт по самостоятельному производству энергии.

- Помимо частных домовладений, им, наверняка, заинтересуются жилищные товарищества небольших новых посёлков или кварталов, где селятся люди с примерно одинаковым уровнем доходов. Но как быть старым многоквартирным городским домам, где финансовые возможности жильцов порой различаются весьма существенно? И если государство, как говорится, не подставит своё плечо в виде субсидий или льготных кредитов для приобретения «зелёных» энерготехнологий, вряд ли люди смогут сами договориться и решиться на эти шаги.

• Конечно. Хотя почувствовать результат, попробовать новшество можно и в малом объёме. Скажем, в многоквартирном доме можно оборудовать отдельный счётчик на освещение подъездов и работу лифтов и легко просчитать, какого размера нужна инвестиция, чтобы поставить на крышу 12-этажного дома вертикальный ветрогенератор, способный обеспечить эти потребности. Такого рода действующие примеры (мощностью до 20 кВт) производства Швейцарии, Канады и других стран со всеми техническими выкладками можно отыскать в Интернете.

- Но в Литве отсутствуют фундаментальные исследования ветра. На основе общего метеорологического Атласа ветров рассчитать окупаемость ветровой электростанции, вероятно, трудно или вообще невозможно.

• Это правда. Наши энергетики опираются на метеорологические исследования, которые проводились только на высоте 10 метров. Между тем, если посмотреть на сечение потока ветра, видно, что на высоте 200 метров ветер всегда присутствует. Даже если на земле полный штиль, облака всё равно движутся. Но чем ближе к поверхности Земли, тем ниже скорость ветра. На высоте 10 метров она очень сильно замедляется. Энергия ветра на высоте 30 метров и 10 метров отличается на 50-60%! Только принимая во внимание эти факты, в Литве можно создавать проекты, которые будут экономически выгодными, интересными и рентабельными.

Каждый раз в каждом конкретном месте необходимо проводить отдельные измерения. Например, рядом с Вильнюсом средняя скорость ветра составляет около 4 метров в секунду. Но не так давно в направлении Лянтвариса мы вдруг нашли фантастическое место – анемометр там постоянно показывает более сильный ветер, чем на морском побережье! Вильнюс в этом отношении весьма привлекателен, потому что это холмистая местность. Но, в общем, повторюсь: энергию ветра, как хороший костюм, надо всегда примерять индивидуально.

Не навреди!

- Как правило, на пути такого рода технических новинок встаёт ещё одно существенное препятствие – недоверие и страхи не только самих клиентов, но и окружающих, обычных жителей. Мы знаем, как в Литве люди пытались протестовать – с разной степенью успеха - против установки в жилых районах антенн мобильной связи. Не ждут ли вас такие протесты?

• Хороший вопрос. Но такие страхи совершенно беспочвенны. Когда идёт речь о мобильных операторах и приёмно-передающих антеннах с электромагнитными полями довольно большой мощности (ведь в среднем одна базовая станция обслуживает радиус до 10 км), единого мнения о безопасности таких станций среди медиков и гигиенистов до сих пор нет.

Что же касается ветрогенераторов, то их электромагнитное поле, даже у огромных мегаваттных «мельниц», является самой последней опасностью из всех возможных. Потому что электрогенераторы совсем не предназначены для того, чтобы что-то излучать. Антенны мобильных операторов - излучающе-принимающие. А ветрогенераторы работают совершенно иначе: они превращают электричество во вращение, а генератор вращения превращают в электричество. И вся полученная энергия используется практически целиком, никуда не излучаясь. Электромагнитное поле даже мощных мегаваттных электростанций составляет несколько десятков метров, у наших маломощных вертикальных ветрогенераторов оно может доходить до нескольких десятков сантиметров – не более. Немцы, датчане, американцы ставят их на крышах своих жилых домов, потому что электромагнитная опасность практически отсутствует.

- Но ветровые генераторы вызывают опасения в связи с производимым ими шумом, вибрацией, инфразвуком, от которого даже мыши в ужасе разбегаются…

• Все эти сведения и связанные с ними страхи актуальны только для горизонтальных промышленных ветрогенераторов большой мощности – тех самых высоких лопастных мельниц, которые мы уже привыкли видеть по отдельности или целыми парками. Для них действительно существуют очень серьёзные ограничения. Их нельзя ставить ближе километра от жилья, они могут служить источником большой опасности для птиц, надо обязательно учитывать и многие другие требования. На наш продукт – вертикальные ветрогенераторы малой мощности от 1 до 20 кВт – все эти «ужастики» не распространяются.

Небольшие вертикальные электростанции совершенно экологичны – они не вызывают эрозии почвы, каких-либо мерцаний или вибраций. Уровень шума турбины не должен превышать 54 децибел – на уровне общего уличного шума за окном, когда мимо не проезжают автомобили. Это достаточно жёсткое требование, которое соблюдается неукоснительно. Свободная зона предполагается в радиусе нормативных 15 метров от станции, да и то здесь имеется в виду возможность падения сооружения, а в Литве о таких случаях слышать не доводилось. Но если вдруг налетает ураган с ветром 20-25 м/сек., электроника сама автоматически останавливает работу электростанции. Так что бояться нечего – надо пробовать. Особенно если это движение не вопреки, а навстречу природе.