Ο μεγαλύτερος σε παγκόσμια κλίμακα «χαρταετός» αιολικής ενέργειας μεγάλου υψομέτρου απογειώνεται στη βόρεια Κίνα

Ding Yiting, Λαϊκή Ημερησία

Η φωτογραφία δείχνει τον μεγαλύτερο στον κόσμο χαρταετό αιολικής ενέργειας μεγάλου υψομέτρου, επιφάνειας 5.000 τετραγωνικών μέτρων. (Φωτογραφία / Chai Siyu)

Ένα σημαντικό ορόσημο στην καινοτομία των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας διαμορφώνεται στις απέραντες εκτάσεις του διοικητικού διαμερίσματος Alxa Left, στην Αυτόνομη Περιοχή της Εσωτερικής Μογγολίας στη βόρεια Κίνα. Ο μεγαλύτερος στον κόσμο «χαρταετός» αιολικής ενέργειας μεγάλου υψομέτρου, ένα εναέριο σύστημα αιολικής ενέργειας επιφάνειας 5.000 τετραγωνικών μέτρων, ολοκλήρωσε πρόσφατα όλα τα προγραμματισμένα τεστ και πέτυχε σταθερή ανάκτηση εν πτήσει. Αυτή η εξέλιξη αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προς τη μηχανική εφαρμογή της τεχνολογίας αιολικής ενέργειας μεγάλου υψομέτρου στην Κίνα.

Η παραγωγή αιολικής ενέργειας μεγάλου υψομέτρου αξιοποιεί την αιολική ενέργεια σε ύψη άνω των 300 μέτρων χρησιμοποιώντας εναέρια συστήματα που μετατρέπουν τον άνεμο σε ηλεκτρική ενέργεια. Η διαδικασία μοιάζει με την εκτόξευση και την ανάκτηση ενός τεράστιου χαρταετού. Ένα μπαλόνι ηλίου ανυψώνει το σύστημα στο επιθυμητό ύψος, όπου το θόλο συλλογής αναπτύσσεται και αρχίζει μια σειρά από ελεγχόμενους εναέριους ελιγμούς. Αυτές οι κινήσεις παράγουν τάση στο κύριο σκοινί, η οποία κινεί γεννήτριες στο έδαφος για την παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος.

Πόσο αποδοτικός είναι αυτός ο εναέριος σταθμός παραγωγής ενέργειας;

Σύμφωνα με τον Cao Lun, επικεφαλής διοικητή του εθνικού κινεζικού έργου έρευνας και ανάπτυξης για την αιολική ενέργεια μεγάλου υψομέτρου, το σύστημα έχει σχεδιαστεί με ονομαστική ισχύ 5 megawatts. Σε κάθε 20λεπτο κύκλο λειτουργίας, ο «χαρταετός» ανεβαίνει από τα 500 στα 3.000 μέτρα και επιστρέφει, παράγοντας περίπου 500 κιλοβατώρες ηλεκτρικής ενέργειας. Υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας, θα μπορούσε να αποδίδει έως και 10 εκατομμύρια κιλοβατώρες ετησίως, ισοδύναμες με εξοικονόμηση περίπου 3.000 τόνων ισοδύναμου τυπικού άνθρακα.

Σε παγκόσμιο επίπεδο, ακολουθούνται δύο κύριες τεχνολογικές προσεγγίσεις για την αιολική ενέργεια μεγάλου υψομέτρου: εναέρια παραγωγή και επίγεια παραγωγή. Η διαφορά έγκειται στη θέση της γεννήτριας. Στα εναέρια συστήματα, οι γεννήτριες ενσωματώνονται απευθείας στην ιπτάμενη πλατφόρμα. Αντίθετα, στα επίγεια συστήματα, όπως αυτό που δοκιμάστηκε στο Alxa, η γεννήτρια βρίσκεται στο έδαφος και η σύλληψη του ανέμου γίνεται με εναέρια μέσα όπως χαρταετούς ή αερόπλοια, τα οποία μέσω συρματόσχοινων μεταφέρουν την ενέργεια για παραγωγή ηλεκτρισμού στο έδαφος.

Παρότι η ιδέα είναι μηχανικά απλή, η πρακτική εφαρμογή της είναι εξαιρετικά απαιτητική. Το σύστημα πρέπει να αντέχει διατμητικούς ανέμους, αναταράξεις και ακραίες καιρικές συνθήκες. Η θόλος των 5.000 τετραγωνικών μέτρων καλύπτει μια έκταση αντίστοιχη με περίπου δώδεκα τυπικά γήπεδα μπάσκετ, γεγονός που καθιστά την ανάπτυξή της εξαιρετικά δύσκολη. Κατά τη διάρκεια της λειτουργίας, το βαρούλκο στο έδαφος μαζεύει το συρματόσχοινο με ταχύτητες 50 έως 60 χιλιομέτρων την ώρα.

Γιατί να επιδιώξει κανείς την αιολική ενέργεια μεγάλου υψομέτρου, όταν τα συμβατικά αιολικά πάρκα είναι ήδη καλά εδραιωμένα;

«Οι άνεμοι μεγάλου υψομέτρου προσφέρουν υψηλότερη ενεργειακή πυκνότητα, μεγαλύτερη σταθερότητα στην κατεύθυνση και ευρύτερη γεωγραφική διαθεσιμότητα. Τα θεωρητικά τους αποθέματα υπερβαίνουν την παγκόσμια κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας κατά περισσότερο από 100 φορές», εξήγησε ο Huo Shaolei, ανώτερος τεχνικός ειδικός του Ομίλου China Power Engineering Consulting Group Co., Ltd.

Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά χερσαία συστήματα, η αιολική ενέργεια μεγάλου υψομέτρου μπορεί να μειώσει τη χρήση γης και χάλυβα έως και κατά 90% και να μειώσει το κόστος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας περίπου κατά 30%. Ο Χούο σημείωσε ότι η αιολική ενέργεια μεγάλου υψομέτρου παραμένει ένας μη ανεπτυγμένος τομέας του κλάδου των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, αλλά καθώς η τεχνολογία εξελίσσεται και το κόστος μειώνεται, οι εμπορικές της προοπτικές είναι ιδιαίτερα ενθαρρυντικές.

«Το επόμενο βήμα μας είναι να πραγματοποιήσουμε δοκιμές με πολλαπλά συστήματα χαρταετών και να ξεκινήσουμε δοκιμαστική παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας μέχρι το τέλος του επόμενου έτους», πρόσθεσε.

Επί του παρόντος, η Κίνα διαθέτει ένα χαρτοφυλάκιο ανεξάρτητων δικαιωμάτων πνευματικής ιδιοκτησίας για το μοντέλο αιολικής ενέργειας μεγάλου υψομέτρου τύπου «σκάλας-χαρταετού» με επίγεια γεννήτρια, εξασφαλίζοντας αυτοδύναμη τεχνολογική ικανότητα σε όλη την παραγωγική αλυσίδα.

Η φωτογραφία δείχνει τον μεγαλύτερο στον κόσμο χαρταετό αιολικής ενέργειας μεγάλου υψομέτρου, επιφάνειας 5.000 τετραγωνικών μέτρων. (Φωτογραφία / Chai Siyu)