Куда дуют псковские ветры: преподаватель ПсковГУ поделился секретами региональной ветроэнергетики

Дожди с утра до ночи: не середина июня, а ноябрь какой-то! Да к тому же сильный ветер - как будто специально с погодой где-то в небесной канцелярии подгадали, чтобы студентов от летней сессии ничто не отвлекало…

А если серьезно, то не стоит расстраиваться из-за ненастья – оно не навсегда. К тому же в ветреном дне можно и плюсы найти. Как это сделал, например, старший преподаватель кафедры автомобильного транспорта ПсковГУ Александр Былеев. Сегодня, когда отмечается Всемирный день ветра, мы расспросили его о том, легко ли воздух превратить в энергию.

Ветер наряду с солнцем и водой – один из древнейших и безопаснейших способов получения возобновляемой энергии. Давайте вспомним парусные суда Древнего Египта, Греции и других цивилизаций, которые люди использовали ещё 5500 тысяч лет назад. Позже начали появляться мельницы и естественная вентиляция.

Современная ветроэнергетика развивается в двух основных направлениях. Первое связано с разработкой и применением ветроэнергоустановок малой мощности – с их помощью можно обеспечить электроснаб­жение сельских домов и фермерских хозяйств, поднимать воду из открытых водоемов, колодцев и скважин, производить тепло, заряжать аккумуляторы. Согласитесь, актуально для наших деревень. Второе направление развития ветроэнергетики связано с созданием ветроэнергостанций большой мощности и их использованием для круп­номасштабной выработки энергии, отдаваемой в существующие энергосистемы.

Александр Былеев заинтересовался темой нетрадиционных возобновляемых источников энергии давно, еще в 2005 году. Тогда ему пришла в голову идея провести анализ климатических условий региона (в частности, скоростей ветра и солнечной инсоляции) для возможности использования возобновляемых источников энергии на социальных и сельскохозяйственных объектах региона.

В исследованиях он руководствовался показаниями университетской установки, включающей ветроэлектрическую и солнечные батареи.

Установка ветроэлектрическая УВЭ 500

Солнечные модули MSW – 65/40 DS

По словам исследователя, с редняя месячная скорость ветра в течение года изменялась мало - в пределах 3-4,5 м/с. При этом в холодную половину года она на 1-2 м/с больше, чем в теплую. Из всех скоростей, отмечаемых в Пскове, чаще других (в 50— 60% случаев) встречаются скорости 2-5 м/с. 

Обычно наиболь­шие скорости имеют ветры преобладающих направлений. Их сред­ние скорости в Пскове в холодный период на 1-1,5 м/с больше, чем для других направлений.

С увеличением скоростей ветра их повторяемость, как пра­вило, резко уменьшается, и на скорости 8 м/с и более приходится только от 2,7 % в августе до 9,3 % в декабре. Сильный ветер (15 м/с и более) бывает в Пскове нечасто, в среднем 11 дней в году. Наибольшее число дней с таким ветром за ме­сяц не превышает 3—5.

Согласно результатам исследований Александра Былеева, усиление ветра до 15-17 м/с летом и 17-20 м/с  зимой связано с прохождением через район Пскова глубоких цик­лонов. Отдельные кратковременные порывы при этом могут дости­гать даже 25-29 м/с. Один раз в 10 лет в Пскове воз­можен ветер 21 м/с и более, а один раз в 20 лет — 23 м/с и более.

Изменение скорости ветра в течение суток заметно только в теплый период. К полудню вместе с развитием тур­булентного обмена в атмосфере скорость ветра обычно увеличи­вается и превышает скорость ветра в ночные часы в среднем на 1,8-2,5 м/с.

Энергию ветра можно использовать разными способами, говорит преподаватель ПсковГУ. Например, преобразуя ее в электрическую энергию, которую можно аккумулировать и в дальнейшем использовать по назначению. Можно получать и механическую энергию: недаром ветряки использовались на мельницах для помола, на насосных станциях для перекачки воды и т.п.

- Ветроэнергетика может использоваться в нашем регионе, - уверен Александр Былеев. - Но для этого нужны открытые пространства, поля или еще лучше – прибрежные территории водоемов, где интенсивность ветров увеличивается и позволяет получить больший КПД от установок. Эффективно использовать такие установки в удаленных и труднодоступных местах, где по разным причинам отсутствуют линии электропередач и использование генераторов обходится дорого.

По мнению исследователя, главная задача - это создание простых, надежных и недо­рогих конструкций ветроагрегатов небольшой мощности. Создание таких установок позволит повысить эффективность работы социальных и сельскохозяйственных объектов.

Кстати, он рассказывает, что в 2022 году возник научный интерес к проблеме возможности использовать возобновляемые источники энергии для повышения эффективности работы технологических модулей (мини-ферма). Такой технологический модуль разработан в ГНУ СЗНИИМЭСХ Россельхозакадемии.

Схема гелиотеплицы с применением ВИЭ

А уж про перспективы использования получаемой электроэнергии говорить и вовсе излишне: возобновляемые источники энергии являются экологически безопасными и причиняют минимальный вред окружающей среде.

Вряд ли мальчишки, запускающие примитивного воздушного змея, или древние первооткрыватели на парусных судах задумывались об экологических проблемах - они просто пользовались энергией ветра. А вот в наши дни, вероятно, стоит внимательнее отнестись к возможностям «природных батареек». В общем, какой бы ни была погода за окном, ветер – друг человека. Если, конечно, человек знает, как использовать его силу во благо.