Запомните этот твит

Сегодня Покров. Первый снег, ветер юго-восточный. Листвы на деревьях ещё много. Зима будет снежной и мягкой.

Ураганное

Пользуясь случаем (не пишется по теме и гулять идти стрёмно, я уже тут как-то вымок до нитки), продолжу обзор просмотренных сериалов. Этот, "Пять дней после катастрофы" (Five Days at Memorial  Apple TV+ 2022), я посмотрел давно, когда он стримился. А стримился он да...

    

Сериал основан на событиях, начавшихся в медицинском центре "Мемориал" города Новый Орлеан в конце августа 2005 года с приходом урагана "Катрина". Сериал начинается бодренько, как фильм-катастрофа, с предсказуемым сюжетом, но катастрофа переходит в триллер, триллер в в детектив, детектив в судебную драму, и по окончанию всех восьми серий действие так и не заканчивается, как это и бывает в реальной жизни. Более-менее судебные дела с пострадавшими удалось урегулировать компании, владельцу медицинского центра, страховщикам и врачам только шесть лет спустя после катастрофы, но и это не было концом. Спустя десять лет после урагана, власти США были признаны частично ответственными за его последствия... Так постепенно расширялся круг обвиняемых в ситуации, которую было сложно или невозможно корректно квалифицировать в суде. Любопытно, что теперь обвиняемыми оказались и создатели сериала... Обвиняет же их та самая врач, на которую в 2006 году пытались "повесить всех собак". Кстати, она до сих пор работает в том же самом госпитале. При том, что сам сериал никого не обвиняет и не делает никаких выводов. Он только показывает людей, вынужденных в реальности решать ту самую проблему вагонетки. Да, создатели сериала заработали на нём денег и расшевелили то, что уже почти заросло. Действия автора синопсиса сериала по добыче ею информации были, мягко говоря, сомнительными с этической точки зрения. Использовали реальные имена... Хотя никто не знает, что в этом сериале в точности соответствует действительности. Но нет ли здесь всё той же вагонетки? (8/10)

Хронологическая таблица

В таблице собраны только те наиболее значительные события, которые имеют самое непосредственное отношение к ветроэнергетике. Прочие научное-технические достижения, упомянутые в основном тексте, опущены. Поскольку таблица была составлена много позже основного текста, отсылки к основному тексту по некоторым событиям отсутствуют.

Не позднее XXV в. до н.э.		Изобретение паруса, первой ветряной машины (Египет).
Вторая половина I в. н.э.		Первое описание вращающейся ветряной машины (механического органа), составленное Героном Александрийским.
IX в. н.э.		По свидетельству персидского географа Истархи, появление первых ветряных мельниц (с вертикальной осью).
1189 г.		Историк техники Линн Вайт, появление в Англии первой ветряной мельницы с горизонтальной осью.
XII-XIII вв.		Появление ветряных мельниц на Кикладских островах (средиземноморский тип ветряных мельниц).
1295 г.		Ричард Хиллз приводит документальное свидетельство строительства ветряной мельницы шатрового типа в Дувре.
1745 г.		Эдмунт Ли патентует поворотное колесо шатровой мельницы (виндрозу или фантейл).
1759 г.		Создание Джоном Смитоном эмпирической теории ветряных мельниц.
1772 г.		Эндрю Мейкл изобретает крылья для ветряной мельницы с регулируемой по принципу жалюзи парусностью.
1854 г.		Дэниель Халладей патентует автоматическую водокачку на ветряной тяге, ставшей самой распространённой ветряной машиной всех времён и народов.
1887 г.		Джеймс Блит сооружает в Шотландии первый в мире ветрогенератор с вертикальной осью, а спустя полгодаЧарльз Браш в США запускает в США ветроэлектростанцию на базе колеса Халладея. Они оспаривают первенство, поскольку сложно установить точную дату окончательной постройки этих пионерских машин.
1891 г.		Поль ля Кур строит ветроэлектростанцию в Аскове (Дания), ставшую исходным пунктом развития современной ветроэнергетики.
1919 г.		Поль Виндинг и Йоханнес Йенсен (Дания) патентуют ветряк с профилями лопастей обтекаемой формы.
1920 г.		Трудами Фредерика Ланчестера (Великобритания), Альберта Бетца (Германия) и Николая Жуковского (Советская Россия) создаётся теория идеального ветряка.
1922 г.	18 августа	На острове Борнхольм (Дания) начинает работу ветрогенератор «Агрико» с хорошо обтекаемыми лопастями.
1927 г.		Братья Марцелус и Джо Джакобс начинают в США серийное производство ветрогенераторов киловаттной мощности, с хорошо обтекаемым трёхлопастным ротором.
1931 г.	май	Под Балаклавой (СССР) введёна в эксплуатацию крупнейшая в то время и остававшаяся таковой долгие годы ветроэлектростанция (номинальная мощность 93 киловатта). Ветрогенератор был разработан в ЦАГИ, в роторе использовалась система стабилизации частоты вращения Сабинина-Красовского.
1941 г.	октябрь	К распределительной электрической сети подключена ветроэлектростанция Смит-Путнам (США). Её мощность достигала 700 киловатт, впоследствии она послужила прототипом экспериментальных ветряных турбин NASA.
1957 г.		Ученик Поля ля Кура, изобретатель Йоханнес Юуль, неподалёку от деревни Гедсер на острове Фальстер (Дания) устанавливает ветрогенератор, ставший «датским стандартом» ветроэнергетики, основой современных ветрогенераторов. Под именем мельницы Гедсера ветрогенератор вошёл в официальный список выдающихся достижений датчан всех времён.
1957 г.		В университете города Штутгарт (ФРГ) под руководством Ульриха Хюттера построена экспериментальная ветроустановка StGW 34 с лопастями, изготовленными из армированного пластика, прикреплёнными к оси ротора фланцевым соединением (крепление Хюттера), инженерное решение, позволившее впоследствии создать современные ветрогенераторы.
1959 г.	27 октября	Ветряная турбина Люсьена Романи под Ножан-лё-Руа (Франция) впервые в истории преодолела мегаваттный рубеж электрической мощности.
1973 г.		Начало американского правительственного проекта по ветроэнергетике под началом специалистов NASA.
1975 г.	29 мая	Под руководством Амди Петерсона стартовал волонтёрский проект «Твинд» (Дания), по созданию первого ветрогенератора современного типа.
1975 г.	сентябрь	Тесты Mod-0, первой ветроустановки NASA, с проектной мощностью 200 киловатт. Её ротор был создан фирмой Локхид с использованием передовых авиационных технологий. Установка оказалась неработоспособной.
1976 г.	апрель	Подключение к датской электрораспределительной сети частной ветряной электростанции плотника Кристиана Риисагера, построенной им собственноручно по образцу мельницы Гедсера. Мощность турбины 7 киловатт, ротор из фанеры. Первая коммерческая ветряная электростанция. Появление частных датских производителей ветрогенераторов.
1977 г.	ноябрь	Эксперименты с модифицированной турбиной NASA Mod-0a в Нью-Мексико (США).
1978 г.	26 марта	Запуск ветрогенератора Твинд мощностью 1,7 мегаватт, эксплуатируется по настоящее время. Основные технические консультанты проекта: Датская национальная лаборатория энергетики из возобновляемых источников (Risø) и Датский технический университет.
1979 г.	сентябрь	Запуск ветряной турбины Nibe A, в рамках исследовательского проекта Датской Академии технических наук. Мощность турбины около половины мегаватта.
1980 г.	август	Подключение второй турбины проекта Nibe. Появление первого ветропарка из двух турбин Nibe A и Nibe B. В проекте, в частности, исследовалось взаимное влияние соседних турбин друг на друга.
1980 г.		Фирма «Нордтанк» (ныне часть «Вестас») создаёт ветряную турбину с башней в виде металлической трубы. Решение, повсеместно используемое в современных ветряных турбинах.
1981 г.	19 мая	Подключение к сети ветропарка из трёх экспериментальных турбин NASA Mod-2, каждая мощностью 2,5 мегаватт.
1981 г.	сентябрь	Карл Бергей (США) патентует безредукторный ветрогенератор (ветрогенератор прямого привода).
1982 г.		Строительство ветрогенератора WTS-3 в Магларпе (Швеция) в рамках сотрудничества NASA и шведской государственной программы по развитию ветроэнергетики. Основные исполнители: американский производитель авиационной техники «Гамильтон Стандард» и шведская судостроительная верфь «Карлскрунаварвет». Конструктор Глидден Доман. Турбина мощностью 3 мегаватта отработала 11 лет, тем самым продемонстрировав реальность мегаваттного концепта.
1982 г.		Введение налоговых льгот для электрораспределительных сетей американского штата Калифорния. Начало Калифорнийской ветряной лихорадки.
1983 г.	октябрь	Завершение строительства экспериментального ветрогенератора в рамках проекта GROWIAN правительства ФРГ. Генеральный подрядчик фирма M.A.N. Проектная мощность 3 мегаватта. Наладить стабильную работу ветрогенератора не удалось.
1985 г.	декабрь	Дания вводит ограничения на строительство частных ветряных электростанций. Объёмы введения ветряных мощностей в Дании сокращаются на треть. Одновременно государство устанавливает требования к сетям содействовать в развитии передовых ветряных турбин.
1986 г.		Ликвидация налоговых льгот в Калифорнии. Окончание Калифорнийской ветряной лихорадки. Начало массовых банкротств, слияний и поглощений среди частных датских компаний, производителей техники для ветрогенерации. Закат мелких датских производителей.
1987 г.	17 февраля	Запуск в работу ветропарка на острове Маснёде (Дания) из пяти турбин Windane 40 (мощность 0,5 мегаватт), созданных государственной акционерной компанией «Датские ветряные технологии».
1988 г.	январь	Начало работы последней экспериментальной турбины NASA Mod-5B на Гавайских островах. Номинальная мощность 3,2 мегаватта, выведена из эксплуатации в 1996 году, по причине «финансовых трудностей».
1989 г.		«Вестас» покупает «Датские ветряные технологии».
1991 г.		Завершение строительства первого морского ветропарка «Виндеби» (Дания) из 11 турбин B35/450 (мощность 450 киловатт) производства фирмы «Бонус» (ныне часть «Сименс Гамеса»). К настоящему времени ветропарк полностью отработал проектный срок эксплуатации – 25 лет и демонтирован.
1992 г.		Старт проекта Еврокомиссии WEGA II, по исследованию и сравнению свойств ветрогенераторов мегаваттного класса различных частных европейских производителей.
1992 г.	декабрь	Принят Киотский протокол, устанавливающий штрафы за выброс углекислого газа.
1998 г.		Завершение WEGA II и начало продаж серийных ветрогенераторов мегаваттного класса.
1998 г.		Ву Кан основал «Голдвинд», первенец китайской ветроэнергетики.
2002 г.	12 апреля	«Дженерал Электрик» покупает на распродаже ветряной бизнес «Энрон» и начинает коммерческое производство ветрогенераторов.
2004 г.	1 декабря	«Сименс» поглощает «Бонус», на базе которого основывает подразделение ветроэнергетического оборудования.
2005 г.		В Китае принимается законодательный акт о поддержке ветроэнергетики.
2007 г.	июль	«Альстом» приобретает испанскую «Экотекния», производителя ветряных турбин.
2008 г.	октябрь	На Европейской энергетической бирже спотовые цены на сутки вперёд пробили дно, перейдя к отрицательным значениям. Минусовые цены стали возможны в результате снятия ограничений формирования цены на высококонкурентном рынке с избытком мощностей. Ветрогенерация была избавлена от их негативного влияния долгосрочными контрактами предоставляемой мощности.
2014 г.	1 июня	Завершение формирования современной коммерческой ветроэнергетики. Установленные по всему миру ветряные мощности перевалили за треть тераватта и продолжают расти, несмотря на обрушение нефтяных цен.
2015 г.	ноябрь	«Дженерал Электрик» покупает ветроэнергетическое подразделение «Альстом».
2017 г.	май	«Сименс» покупает «Гамеса».
2017 г.	сентябрь	«Росатом» основывает «НоваВинд», подразделение ветроэнергетики в своём составе, де-факто признавая смену трендов в энергетике.
2017 г.	октябрь	В паре десятков километров от побережья Шотландии начал работу первый морской ветропарк плавающих турбин «Хайвинд» общей мощностью 30 мегаватт. Турбины производства «Сименс Гамеса» с участием норвежской госкомпании «Статойл» (ныне «Эквинор») заякорены к морскому дну. Тем самым снято ограничение на глубину вод под морским ветропарком, а ресурсы добывающих отраслей обращены к ветроэнергетике.
2018 г.	ноябрь	Фирма «Тесла» устанавливает в Австралии аккумуляторную батарею мощностью 100 мегаватт, призванную смягчить неравномерность в электрораспределительной сети страны, почти половина электричества которой (48,9%) добывается из возобновляемых источников.

К оглавлению

Ветер в лицо (Послесловие)

Do you believe in life after love?
Cher

История, конечно, не остановилась, но говорить о том что случилось за то короткое время, которое прошло с момента падения нефтяных цен в 2014 году слишком рано; здесь работает так называемая "аберрация близости" (пожалуй, единственно полезное понятие, введённое в дискурс  Л.Н. Гумилёвым). Помимо того, что лицом к лицу лица не увидать, как писал классик, надо принять во внимание то обстоятельство, что сведения о новейших достижениях техники можно почерпнуть в основном из рекламных источников, которые грешат субъективностью и пока не имеют долговременной проверки опытом. Так что, отложим этот труд лет на десять. Лучше заглянуть немного в будущее, это так же безосновательно и безответственно, зато интересно.

Начнём с технических усовершенствований, которые могут претерпеть ветряные машины. Несмотря на то, что датский стандарт представляется каким-то уже необсуждаемым вариантом, на самом деле это не так. Всё ещё обсуждается оптимальное количеств лопастей, у ветряков с горизонтальной осью, а теория машин с вертикальной осью до сих пор не создана, поэтому их нельзя корректно сравнивать с традиционными ветряками. На практике действительно "кухонные венчики" оказываются много хуже, но отдельные примеры не доказывают общего правила, так что некое поле свободы здесь остаётся. Предпринимаются попытки обойти предел Бетса с помощью "ветряных линз" (wind lens). Мне они напоминают попытки лысенковских селекционеров по выведению многоколосковой пшеницы. В каких-то применениях они могут оказаться востребованными, хотя вряд ли. Кстати, о пшенице. В 2016 году компания "Вестас" установила ветрогенератор с четырьмя трёхлопастными ветряными колёсами на одной башне. Посмотрим, во что это выльется. Идея, в общем-то, не нова. Ещё Уфимцев с Ветчинкиным носились с этой идеей.

Кстати, об Уфимцеве. Другая его идея с аккумуляцией ветряной энергии гироскопом также нашла последователей, в Австралии на рубеже нового века. Но что-то не пошло и у антиподов тоже. В то время как проблема как нельзя актуальная, потолок доли ветряной энергии никуда не делся. Решение проблемы продвигается в различных направлениях. Совершенствуется традиционный способ хранения электричества: аккумуляторы. Их широкое распространение упирается в использовании в их конструкции редких металлов, лития, в первую очередь. В последнее время делаются попытки заменить их двумерными материалами, состоящими из распространённых элементов (графен и ему подобное). Возможно здесь будет найдено недорогое решение. Хотя, кто знает, может быть, решение лежит в какой-то совершенно другой стороне, в накопителях электричества без двумерной структуры, в каких-нибудь плазмоидах или других фантастических устройствах. Кроме того, создаются экспериментальные полупромышленные установки по синтезу химических веществ с помощью ветряного электричества, тоже уже древняя технология, которую всё никак не удаётся довести до ума. Ограничение здесь просматривается одно: дороговизна электроэнергии и катализа по сравнению с традиционными методами химической промышленности и добычи углеводородов. Технически задача была решена ещё в третьем рейхе. Пока делается упор на получение водорода и аммиака, оно наиболее простое, а потребность в этих веществах высокая. Не выбрасывается на помойку и другая старая идея, о связки ветряных и гидростанций в единый бесперебойный и легкорегулируемый источник энергии. В Германии особые надежды возлагаются на Норвегию, вырабатывающую половину гидроэнергии континента. Причём в случае с Норвегией для сглаживания неравномерности ветряной выработки могут использоваться обычные проточные гидростанции, а не аккумулирующие, вызывающие большие нарекания со стороны природоохранных деятелей; к тому же КПД последних невелик. В случае обычных гидростанций, они будут включаться преимущественно при глубоком штиле в Германии (для чего их следует переоборудовать и подвинуть вправо по мэрит-ордеру, фигурально говоря). Аналогичные системы могли бы быть построены в российском Поволжье (волжский гидрокаскад и ветропарки Жигулей, степного левобережья, Калмыкии и Урала) и на Дальнем востоке (гидростанции притоков Амура совместно с ветропарками Приморья).

Презентация проекта линии электропередач между Норвегией и Германией.

Однако, есть и другой подход к сглаживанию: подстройка потребления к выработке. Во-первых, существуют потребители, для которых перепады в поставках энергии не критичны, поскольку они сами содержат в себе аккумулирующие элементы. Таковыми, например, являются крупные системы кондиционирования воздуха, обслуживающие целые городские кварталы. Такая система включает в себя тепловой насос (преобразуемый в холодильник), накопитель тепловой энергии (как тепла, так и холода) и распределительный трубопровод. Часовые колебания питания для такой системы не будут заметны конечным пользователям благодаря инерции накопителя. Уже теперь отдельные домохозяйства удаётся отапливать используя только электроэнергию, получаемую по дешёвому ночному тарифу. Накопители большего объёма будут обладать ещё большей инерцией, что позволит им "голодать" целыми сутками, подпитываясь в часы дешёвого электричества. Частная, казалось бы, задача, но на отопление тратится половина всей энергии, потребляемой человечеством. Во-вторых, сверхдешёвые тарифы могут стать доступными и для индивидуальных потребителей по мере совершенствования "умных домов". Такой дом, оснащённый аккумуляторной батареей на подобие тех, производство каких теперь осваивает "Тесла", будет подключаться к сети по "биржевому" тарифу. Конечно, потребуется много усилий, чтобы создать и отрегулировать такую систему, состоящую из миллионов пользователей, но в компьютерный век в ней не видится ничего невозможного. Кстати, о "Тесле". Увеличение числа электромобилей с подзарядкой их в ночные часы также будет способствовать решению проблемы. Вряд ли потребители откажутся подзаряжать свои машины с доплатой по биржевому тарифу.

Управление производством и потреблением электричества нужно не одной только ветроэнергетике, и даже не одному производству энергии из возобновляемых источников, но всему народному хозяйству, как это называется, поэтому подходящие решения несомненно найдутся. Много внимания этой теме здесь было уделено лишь потому, что её очень любят поднимать противники ветра. Но совершенствование управления требуется и самим ветряным машинам. Их лопасти становятся всё больше, и для повышения эффективности требуется внедрение в их конструкцию не только пассивных, но и активных элементов, подобных устройствам механизации крыла самолёта, которыми тоже нужно управлять. Современные ветрогенераторы не работают поодиночке, управление ансамблем ветропарка тоже отдельная, новая наука (wake management), небольшую часть становления которой нам удалось отследить.

Развитие всё ещё происходит и экстенсивным путём, ветрогенерацией обзаводятся новые страны и регионы. Ширится продвижение ветряных мельниц в море. Появился интеграционный проект строительства искусственного острова на Доггер банке в Северном море. Остров, окружённый ветропарками, будет снабжать электричеством десятки миллионов людей в прибрежных странах, на нём будет находится необходимая инфраструктура для технического обслуживания всего хозяйства и временное жильё для персонала.



Ветряки забираются в непроходимые места и неудобья, учатся строить себя сами, как кран фирмы "Лахервей" (Lagerwey) из рекламного ролика внизу. Ему достаточно пятачка под фундамент башни, чтобы развернуть всю ветроустановку.



А ведь расти приходится всё выше и выше. Не только потому, что становятся больше ротора турбин, но и потому что выше над землёй ветер сильнее. Особенно усердствуют в этом направлении китайские товарищи, которым приходится устанавливать много турбин в зонах слабых ветров. Башни "Голдвинда", например, уходят в высоту на полторы сотни метров. Но есть и куда более радикальные проекты и опытные экземпляры машин, покинувшие бренную землю и парящие в небе на высоте, где не стихают ветры штормовой силы. Они удерживаются в воздухе либо самой силой ветра, как воздушные змеи, либо плавают в воздухе как дирижабли.



Происходят тектонические подвижки в финансовом секторе. На смену дикой смеси министров и авантюристов в отрасль приходят солидные инвесторы. Ветропарками заинтересовались пенсионные фонды и уже сделали первые вложения. Их интерес, в первую очередь, вызывают фиксированные на долгий срок тарифы на ветроэнергию, приходящие на смену всем остальным видам дотаций. Возможность получать небольшой, но гарантированный доход на протяжении двадцати -- тридцати лет, это именно то, что им нужно. Хороший свечной заводик на старость. Долгим инвестициям способствует и низкая инфляция, надолго установившаяся в развитых странах. Многим она не нравится, но так ли она плоха? Пусть об этом судят экономисты.

Короче говоря, впереди много дел. Их нельзя все предугадать, поскольку никто не знает будущего, так что вышеперечисленное лишь произвольный набор, который через десять лет покажется смешным. Но без планов на будущее тоже скучно жить, ибо потом не над чем будет смеяться. И, всё таки, существуют некоторые тренды, которые настолько могущественные, что их никак нельзя обойти. Запасённые Землёй ресурсы исчерпаемы. Если мы не сможем выкачать всю нефть, то мы сожгём весь кислород в атмосфере, превратив Землю в Венеру. Кстати, о Венере, основываясь на анализе её поверхности, планетологи высказывают мысль о том, что всего несколько сотен миллионов лет назад планета претерпела климатическую катастрофу, причины которой не вполне ясны, хотя почти по всем параметрам Земля и Венера близнецы. Впрочем... скорей всего причина в отсутствии у Венеры магнитного поля и медленного вращения её. Не следует выдумывать сущностей сверх необходимых.

Если люди хотят прожить на Земле ещё хотя бы миллион -- другой лет, то им надо перейти на что-то постоянное, а что может быть более постоянным, чем переменчивый ветер? На всех известных нам планетах с атмосферой (включая Титан) дуют ветра. Древнейшие геологические породы Земли -- частицы кварцита, почти ровесники Солнечной системы, скорее всего продукты эоловой эррозии. Так что с источником энергии нет проблем, осталось сделать такими же долговечными машины, его использующие. Шутка. Для начала бы продлить срок службы машин хотя бы до полувека. Фантастика? Отнюдь. Генератор турбины Твинд старше. Космическому аппарату Кассини, исследовавшему систему Сатурна, включая Титан -- двадцать лет. Миллиарды километров пути, жёсткое ионизирующее излучение, метеориты, и ни одного технического обслуживания и ремонта, а ведь это техника двадцатилетней давности.

В этом, пожалуй, и состоит главный вызов человечеству при переходе к новому, устойчивому развитию: способность не только мыслить, но действовать во временных масштабах сравнимых и превышающих человеческую жизнь. Когда лесник высаживает дерево, он не надеется его пережить, наоборот. И здесь мне кажется очень символическим, что первый ветростроитель нашего времени был плотником.

Назад

К оглавлению