Европейцы нашли способ обойтись без газа зимой
Новые данные показывают, что ветровые электростанции в море могут вырабатывать не 1,5 ватта на квадратный метр морской поверхности, а 3–5 ватта на ту же площадь. Это значит, что 60 тысяч квадратных километров поверхности Северной Атлантики хватит для энергоснабжения всего ЕС зимой. За счёт сильных ветров в зимнее время такая схема позволит обойтись без использования тепловой энергетики даже в периоды короткого светового дня. Соответствующая статья опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences.
Авторы констатируют, что средняя скорость ветра над земными океанами на 70 процентов выше, чем над сушей. Поскольку выработка ветряка растёт пропорционально кубу роста скорости ветра, это значит, что одна и та же ветровая турбина на море будет вырабатывать в 4,9 раза больше энергии, чем на суше. К тому же самая высокая скорость ветра в океанах отмечается как раз в средних широтах — то есть там, где солнечной энергии зимой часто недостаточно. Однако, отмечают учёные, более ранние исследования утверждали, что установка большого количества ветряков здесь приведёт к снижению силы ветров. Прежние расчёты утверждали, что офшорные ветряки могут получать не более 1,5 ватт с одного квадратного метра поверхности (1,5 мегаватта с квадратного километра).
Исследователи подвергли такие расчёты перепроверке. Они провели моделирование ситуации, при которой значительная часть Северной Атлантики (три миллиона квадратных километров) была бы покрыта ветряками с плотностью один ветряк на квадратный километр. Оказалось, что при этом падение скорости ветра было бы значительно меньше, чем считалось ранее. Значимое торможение наступало бы лишь при извлечении больше 3–5 ватт мощности с одного квадратного метра (то есть после установки более чем трёх миллионов ветряков).
Новая работа показывает, что от наиболее доступной для ветряков части Северной Атлантики можно получать более 25 триллионов киловатт-часов в год. Это больше, чем всё сегодняшнее потребление энергии человечеством. Использование даже 2 процентов от этой мощности (35 000 мощных ветряков) позволит полностью закрыть энергопотребление ЕС.
В то же время использование европейской энергосистемой только энергии ветра представляется не самым разумным вариантом. Согласно исследованию, выработка ветряков в Атлантике будет падать до 20 процентов от среднего уровня в летние месяцы и достигать максимума в зимние. Эффективнее всего использовать солнечные электростанции как основной источник энергии летом, и ветряки — зимой. В таком случае можно будет обеспечить полное покрытие нужд ЕС возобновляемой энергией без привлечения ТЭС.