Американская компания Clean Wind Energy арендовала землю в Аризоне и утрясает с местными властями строительство башни в 1 200 метров высотой — самого высокого здания в мире. Там не будет офисов или квартир. Это электростанция полуторагигаваттной мощности. К тому же работающая на совершенно новом принципе.
В формуле мощности ветрогенератора скорость ветра стоит в кубе: это означает, что при 11 м/с и 22 м/с энергия, вырабатываемая ветром, различается в восемь раз. Одно плохо: в жизни задолго до 22 м/с ветрогенератор отключится, поскольку рассчитан на «обычные» ветры, иначе его конструкция будет дорогой и тяжёлой. Выход? Создать искусственный ветер.
Идея была выдвинута в середине 1960-х годов Филипом Карлсоном из Lockheed. Всё просто: в пустыне строится колоссальная открытая сверху башня высотой более километра, в верхней части которой морская вода распыляется в искусственный туман. Насыщенный водой пустынный воздух охлаждается (испаряя капли морской воды) и, соответственно, опускается вниз, достигая скоростей в 22 м/с.
Внизу находятся прочные лопасти конструктивно усиленных ветровых турбин, готовых работать с ветром таких скоростей. Дополнительно ветер нагнетается вниз башни по периферийным каналам в её стенах ветроуловителями — особой формы раструбами на внешних бортах сооружения. Миновав турбины, холодный воздух возвращается в окружающую среду. В конце находится система по захвату неиспарившихся капель. Капли собираются в отстойниках и направляются обратно в море. Конструкция башни в основе своей стальная, со специальным покрытием изнутри, предотвращающим коррозию.
Для эффективного функционирования башне нужен сухой горячий воздух, лучше всего пустынный. Зато на выходе будет электричество и прохладный ветерок внизу (изображение: Clean Wind Energy)
В США идея не прижилась, а в 1989-м её вторая жизнь началась в Израильском технологическом институте (Технион), где было проведено моделирование системы и выяснилось, что ветер достигнет высоких скоростей лишь при высоте башни в 1 200 м и диаметре 400 м.
Строительство в толще горы себя не оправдает: конструкция должна быть стальной. При этом КПД системы, по всем расчётам, будет равен 45%; 33% уйдёт на доставку и подъём воды на километровую высоту; 22% «съест» трение. И всё равно энергобашня будет значительно эффективнее современной эоловой энергетики, не говоря уже о солнечной. Мощность этой циклопической башни ветров будет составлять около 2 500 МВт, из которых на нетто-генерацию придётся более 1 100 МВт.
КИУМ, согласно моделям Техниона, для засушливой местности будет равен 60%, что означает годовую выработку около 5,5 млрд кВт•ч. Вместе с зоной отчуждения потребуется менее половины квадратного километра — несравнимо меньше, чем у ветровой или солнечной станции сходной мощности.
Clean Wind Energy, используя технионовское моделирование, сумела убедить власти Сан-Луиса (Аризона) выделить ей в черте города (!) место под две (!!) башни при условии использования при их строительстве местной рабочей силы. Теперь вопрос лишь в том, сумеет ли компания, основанная в 2010 году, найти деньги: по оценкам, стоимость возведения такой электростанции равна $2 300 за киловатт установленной мощности, то есть всего более $2,5 млрд. В любое другое время мы сказали бы, что такие средства на столь безумный проект не найти. И в самом деле: самое высокое здание, построенное человеком, достигает всего 828 м, и ему, разумеется, далеко до 400 м в диаметре. Однако менее масштабный проект будет неэффективен: ветер просто не разгонится до нужных (для рентабельности) скоростей...
Но сейчас не «любое другое время». История со сланцевым газом показала, что США основательно устремились к «энергетической независимости» и оттого готовы к авантюрам (в том числе в хорошем смысле) в государственном масштабе. В общем, кто знает — может, мы ещё увидим этот проект в действии. Особенно с учётом того, что расчётная себестоимость киловатта по такой технологии должна быть 4 цента, а электричество на юго-западе США стоит 11 центов.