Хитой энди осмондаги улкан шамол турбиналарини синовдан ўтказмоқда

Гелий билан тўлдирилган аэростатлар электр энергиясини ерга боғловчи трос-кабел орқали узатади, ҳавода бир неча минг фут баландликда сузиб тура олади ва анъанавий шамол турбиналарига нисбатан кўчма ҳамда атроф-муҳитга кам таъсир қилувчи муқобил сифатида таклиф этилмоқда.

Бу ташаббусга Пекиндаги Цинхуа университети бошчилик қилмоқда, у Beijing SAWES Energy Technology Co., Ltd. стартапи билан ҳамкорлик қиляпти. Лойиҳа Stratospheric Airborne Wind Energy Systems (SAWES) деб аталади. Илк прототип 2024 йил октябрда тақдим этилган, шундан бери моделлар ҳажми ва баландлиги ортиб борган. Компанияга кўра, энг сўнгги модел — SAWES Type S2000 ҳаводаги мегаватт тоифасидаги илк шамол электр энергияси ишлаб чиқариш тизимидир. Корхона яна The SAWES Company номи билан ҳам танилган.

S2000 январ ойида Сичуан вилоятининг Ибин шаҳрида синовдан ўтди, у 2 000 метр (6 600 фут) баландликка кўтарилиб, компания тарихида биринчи марта электр тармоғига муваффақиятли уланди. Синов давомида турбина 385 киловатт-соат электр энергияси ишлаб чиқарди — бу АҚШдаги ўртача бир уйни тахминан 13 кун электр билан таъминлашга етарли.

The SAWES Company маълум қилишича, S2000’нинг узунлиги 60 метр (197 фут), баландлиги ва кенглиги 40 метр (131 фут) бўлиб, унга жами қуввати 3 мегаватт бўлган 12 та турбина ўрнатилган. Таққослаш учун, Хитойнинг Dongfang Electric Corporation компанияси ишлаб чиқарган дунёдаги энг қудратли шамол турбинаси, хабарларга кўра, 340 метр (1 115 фут) баландликка эга ва 26 мегаватт қувватни таъминлайди.

Лойиҳада иштирок этган Пекин университетининг катта маълумотлар бўйича тадқиқотчи профессори Цзянсяо Ваннинг айтишича, SAWES анъанавий турбиналарга нисбатан бир қатор экологик устунликларга эга.

«Биз анъанавий шамол турбиналарига қараганда 90 фоизгача кам материал ишлатамиз, улкан бетон пойдеворлар ёки пўлат миноралар керак бўлмайди, тупроқ экотизими ҳам бузилмайди», деди у. «Унинг визуал ва овозли таъсири жуда кичик... Ер сатҳида у деярли овоз чиқармайди ва уфқ чизиғида анча камроқ кўзга ташланадиган тўсиқ ҳосил қилади».

Профессор Ван, шунингдек, ҳаводаги турбиналарни қушлар анъанавий шамол электр станцияларига нисбатан осонроқ четлаб ўтиши мумкинлигини таъкидлади. Тадқиқотларга кўра, АҚШда шамол турбиналари йилига 140 мингдан 679 минггача қушнинг нобуд бўлишига сабаб бўлади. Бу сезиларли кўрсаткич бўлса-да, электр узатиш линиялари ўлдирувчи қушлар сони — ўнлаб миллионлардан анча кам, мушуклар ўлдириши мумкин бўлган қушлар сони — баъзи ҳисоб-китобларга кўра 4 миллиарддан эса жуда кам.

Ҳозир ишлаб чиқилаётган қўллаш ҳолатларидан бири — Хитой жанубидаги Гуандун вилоятидаги бир оролда. У ерда ер майдони чекланган ва экологик жиҳатдан муҳофаза қилинади, бу эса анъанавий шамол турбиналарини ўрнатишга имкон бермайди, деди у.

Компания маълумотига кўра, 2025 йил охиригача 51 та патент учун ариза берилган.

Ваннинг айтишича, муҳандислик жамоаси материалшунослик ва электр соҳасида ютуқларга эришган. Улар аэростатни енгил сақлаб қолиш ва гелийнинг сизиб чиқишини минималлаштириш учун илғор композит матолардан фойдаланган. SAWES атмосферани моделлаштириш ва сунъий интеллектдан фойдаланади, шу туфайли у оптимал шамол тезлигини топиш учун автоматик тарзда кўтарилиши ва пасайиши мумкин. Тадқиқотлар шуни кўрсатадики, бу усул бир хил баландликда энергия йиғишга қараганда энергия ҳосилини анча ошириши мумкин.

The SAWES Company вакили Ван Лейнинг айтишича, қисқа муддатда SAWES «олис ҳудудларда электр таъминоти, эҳтимол тармоқдан ташқари энергия ва фавқулодда электр манбаи» учун мос келади. У, жумладан, офат ҳудудларини ҳам тилга олди ва тизимни ҳавоси чиқарилган ҳолатда нисбатан осон ташиш мумкинлигини қайд этди.

Узоқроқ истиқболда у саноат ва инфратузилма объектларини электр билан таъминлашда ҳам қўллаш имкониятлари бор, деб ҳисоблайди. Компаниянинг «пировард мақсади» — тармоққа тоза энергия бериш ва энергия балансдаги қазилма ёқилғидан олинадиган электрнинг бир қисмини алмаштириш.

Халқаро энергетика агентлиги (IEA) маълумотига кўра, нол чиқиндили энергия сценарийсига эришиш учун глобал шамол энергетикаси ўсиши 2030 йилгача тўрт баравардан ҳам кўпроқ ошиши керак. Ҳозирги суръатда эса жаҳон қуввати 2030 йилга бориб қарийб икки баравар ошиб, 2 000 ГВтга етиши кутилмоқда. Хитой бу соҳада глобал етакчи бўлиб келмоқда: 2023 йилда (IEA эълон қилган энг сўнгги маълумот йили) дунё бўйича янги шамол энергетикаси қувватининг учдан икки қисми айнан Хитой ҳиссасига тўғри келган.

Шамол энергияси сероб, аммо у дунё бўйлаб ниҳоятда нотекис тақсимланган. Ўртача шамол тезлиги турлича, энергия салоҳиятини аниқлашда ишлатиладиган кўрсаткич — ўртача шамол қуввати зичлиги эса бундан ҳам кўпроқ фарқ қилади. Бунга жойлашув, кун вақти ва география каби омиллар таъсир ўтказади.

Профессор Ваннинг фикрича, SAWES баланд парвоз қиладигани, яъни шамол тезлиги кучлироқ ва барқарорроқ бўлган қатламларда ишлагани сабабли, у анъанавий ердаги турбиналарга қараганда қуруқликдаги кўпроқ ҳудудларда электр ишлаб чиқара олиши мумкин.

Дания Техника университетининг Шамол ва энергия тизимлари бўлими доценти Марк С.Келли бу даъвони баҳолаш қийинлигини айтди.

У электрон почта орқали берган изоҳида, тақриздан ўтган тадқиқотлар «турли хил AWE (ҳаводаги шамол энергетикаси тизимлари) анъанавий шамол турбиналаридан юқорироқ баландликларда тез-тез учрайдиган кучлироқ шамолларни йиғиб олиши мумкинлигини» кўрсатганини айтди. Аммо у 100 метр (328 фут)дан юқори баландликларда шамолнинг ўзини тутиши «оддий масала эмас»лигини қўшимча қилди.

Келлининг айтишича, у SAWES прототипи ҳақида тақриздан ўтган нашрларни, шунингдек, 1 000 метр (3 280 фут)дан юқори баландликларда SAWES’нинг электр ишлаб чиқариши бўйича мустақил тасдиқланган маълумотларни кўрмаган. Бундан ташқари, у SAWES’нинг боғловчи трос технологияси нималарга асослангани ва қандай тасдиқланганига қизиқиш билдирди, чунки мавжуд AWE тизимларида трос узунлиги чекловчи омил бўлиб келган.

Арқонга боғланган учувчи турбиналар ва трос ҳаракати ердаги генераторга уланган кўндаланг энергия тизимлари XXI асрда синовдан ўтказилган. Аэростат шамол турбиналари ҳам прототип қилинган. Калифорнияда жойлашган Airbine Renewable Energy Systems компанияси ўн йилдан ортиқ вақт давомида қувурсимон турбиналар массиви концепцияси устида ишламоқда. Altaeros Energies’нинг BAT (Buoyant Airborne Turbine) лойиҳаси 2014 йилда синовдан ўтган ва 1 000 фут баландликкача кўтарила олган. (Шундан бери Altaeros шамол энергиясига боғлиқ бўлмаган бошқа аэростат лойиҳаларига ўтган.) Аммо бу тизимлар одатда нисбатан кичик бўлган ва SAWES’га қараганда камроқ қувват ишлаб чиққан.

Бу концепцияни тижорат асосида жорий қилиш ҳар бир мамлакатда авиация қонунлари ва электр тармоғи қоидаларига мослашишни талаб қилади.

АҚШда ҳаво кемалари (жумладан аэростатлар) кўп жиҳатдан фуқаро авиацияси қоидаларига бўйсунади, жумладан ҳаво ҳудуди бўйича чекловларга ҳам. Масалан, 500 футдан юқорига кўтарилиш учун махсус рухсат талаб қилинади, аэропортлар атрофида ва ердаги кўриниш масофаси уч милядан кам бўлган ҳудудларда ҳам чекловлар мавжуд.

SAWES лойиҳаси келгуси аэростатларга кўпроқ алоқа ва мониторинг қурилмаларини қўшиш устида ишламоқда ва бу тизимни у AeroMatrix деб атаяпти.

«Биз унинг вазифасини электр ишлаб чиқаришдан кўп функцияли ҳаво кемаси даражасигача кенгайтиришимиз мумкин», деди профессор Ван. «Жумладан, симсиз алоқа, дронлар ёки бошқа электр ҳаво транспортлари учун қувватлаш хизмати. У ҳатто GPU ҳисоб-китоблари учун edge station (маҳаллий ҳисоблаш тугуни) сифатида ҳам хизмат қилиши, космик сунъий йўлдошлар, ҳаводаги парвозлар ва ердаги тармоқларни бирлаштириши мумкин».

The SAWES Company, Пекин университети, Цинхуа университети ва Хитой Фанлар академиясининг Аэрокосмик ахборот тадқиқот институти SAWES устида миллий асосий тадқиқот лойиҳаси доирасида ҳамкорлик қилган. Бироқ лойиҳа жамоаси молиялаштириш ва бошқа тафсилотларни ошкор қилиш ваколатига эга эмаслигини билдирди.

Компания маълум қилишича, лойиҳа кейинги авлод прототипларини тайёрламоқда. Улар жорий йилнинг кейинроқ қисмида янада баландроқ баландликларда, узоқроқ муддат давомида ва барқарор электр ишлаб чиқариш шароитида синовдан ўтказилади.