Здание, оборудованное собственным ветрогенератором, способным полностью обеспечить потребности в энергии без необходимости подключения к сети — это уже не фантастика, а вполне реально существующие проекты. Заслуживает внимания как сама идея об установке ветрогенератора на здание, создающей для ветряка максимально удачные условия работы, так и автономное существование собственной энергосистемы дома.
Применение ветроэнергетических установок в современной архитектуре
Еще в 80-х годах прошлого века состоялась Международная энергетическая конференция ООН. На ней впервые были рассмотрены варианты использования альтернативных источников энергии для обеспечения крупных зданий энергией. Специалисты обнаружили, что максимальный потенциал имеют ветровые и солнечные станции, что вполне объяснимо — большая высота и открытая площадь, отсутствие преград или помех обеспечивают высокую эффективность для этих способов выработки электричества.
С этого момента отмечен рост интереса к ветроэнергетике в связке с архитектурой. Солнечные батареи, установленные на стенах или крыше, имеют несколько меньшую эффективность из-за периодичности появления источника. Ветер есть постоянно, а на большой высоте его параметры являются наиболее удачными для ветряков.
Архитекторы и дизайнеры всего мира, в тесном сотрудничестве с энергетиками и конструкторами, разработали массу проектов, некоторые из которых уже воплощены в реальность, другие пока ждут своей реализации. Наиболее выгодным образом расположены здания, находящиеся на морском побережье. Они имеют возможность получать ровные и сильные потоки ветра, направленные по одному вектору, что позволяет располагать ветряки на оси преобладающего направления ветра без использования направляющих устройств.
Существуют разработки, предлагающие использовать ветрогенераторы внутри вытяжных шахт. Подсчитано, что усилие, создаваемое выводимым потоком, способно вращать достаточно сильные роторы, способные в значительной степени компенсировать расходы на вентиляцию.
Интересен проект использования формы здания для улавливания и разгона ветрового потока с одновременным использованием каскада ветряков, установленных по пути следования. Пока не решен вопрос с дальнейшей судьбой разогнанной воздушной струи — направлять в воздуховоды и производить вентиляцию здания или отводить в сторону с помощью системы отбойников.
5 самых впечатляющих зданий со встроенными ветряками
Существующие на сегодня здания с конструктивно внедренными ветрогенераторами выглядят словно кадры из фантастических фильмов. Вопреки мнениям противников такого способа энергообеспечения, оборудование показывает высокую эффективность и полностью оправдывает расчеты проектантов. Рассмотрим наиболее впечатляющие образцы энергетики будущего.
Strata Tower. Эта башня была первенцем среди зданий, оборудованных ветряками. Верхняя часть стены фронтальной части здания имеет три крупных ветряка, вмонтированных в круглые отверстия. Появление башни вызвало немало споров, даже была присуждена антинаграда за «нелепый» дизайн. Здание прозвали «электробритвой на юге Лондона». Тем не менее, ветряки обеспечивают башню, а дизайн — вопрос вкуса, не подлежащий обсуждению.
Bahrain World Trade Center. Это 50-этажный комплекс из башен-близнецов. Одних лифтов имеется 26 штук, не считая множества апартаментов, парковок, гаражей, коммуникаций и прочих технических устройств, частично обеспечиваемых энергией от трех ветрогенераторов. Они установлены на горизонтальных балках, соединяющих два самых крупных корпуса.
Диаметр лопастей составляет 29 м, вращение производится совершенно бесшумно. Доля энергии, произведенной ветряками, составляет 15 % от общего потребления здания, что немало, учитывая специфику и энергетическую нагрузку башен.
BedZED. Экологический комплекс, расположенный в 15 км от Лондона, состоит из жилых и офисных помещений, оснащенных максимально безвредными для окружающей среды коммуникациями, устройствами обеспечения циклов жизнедеятельности и ветрогенераторами. Создание комплекса преследовало единую цель — устранение всех вредных для природы факторов.
Помимо ветряков, снабжением электроэнергией заняты солнечные батареи. Комплекс считается раем для сторонников «зеленой энергетики», хотя имеется немало скептически настроенных специалистов, считающих, что воздействие комплекса на природу ничуть не меньше, чем у любого другого жилого массива.
Cor. Это — кондоминиум в Майами, который даже среди подобных футуристических сооружений выглядит необычно. Стены башни имеют обширные проемы округлой формы, расположенные в шахматном порядке, являющиеся окнами по совместительству. Верхние проемы сквозные, в них установлены ветряки. Три верхних этажа, заполненные ветряками, способны образовать солидную ветроэлектростанцию. По окончании строительства владельцы намерены получить сертификат LEED Platinum, выдаваемый наиболее «чистым» в экологическом отношении объектам.
Rotating Tower. Пока это только проект, который планируется создать в Дубае. 80-этажная башня будет способна изменять угол поворота каждого этажа вокруг своей вертикальной оси, что позволит постоянно изменять внешний вид сооружения. По замыслу конструкторов, будет встроено 79 ветрогенераторов, дающих возможность обеспечивать энергией не только саму башню, но и соседние здания. Подсчитано, что на монтаж одного этажа уйдет 6 дней, т.е. на строительство (без отделки) уйдет 480 дней.
Известен также проект башни Анара в Дубае, состоящий из каскада ветряков, расположенных один над другим по всей длине сооружения. Проект был отменен, хотя крест на нем никто ставит не собирается.
Также нельзя не упомянуть Башню Жемчужной реки в Гуанчжоу (Китай), небоскреб из 71 этажа, полностью обеспечивающий себя энергией. Или знаменитый Burj al-Taqa, расположенный в Дубае, также полностью независимый от внешних источников энергии. Пока это отдельные здания, но тенденция к созданию самообеспеченных построек весьма привлекательна и дает основания предвидеть увеличение их числа.
Ветрогенератор на крыше здания
Установка ветрогенератора на крыше имеет массу плюсов и минусов, имеющих примерно равную значимость. К достоинствам этого варианта можно отнести:
- высота способствует использованию потока ветра наибольшей интенсивности и силы
- появляется возможность значительно сэкономить на сооружении мачты
- обслуживание и ремонт становятся максимально удобными
Оборудование расположено в непосредственной близости и не требует длинных соединительных кабелей и коммуникаций.
При этом, имеются серьезные недостатки:
- работа ветряков сопровождается вибрацией, которая передается на конструкции здания
- шум от вращающихся роторов создает массу неудобств, возможно появление инфразвука
Недостатки весьма существенные, они способны заставить конструкторов отказаться от идеи монтажа ветряков на крыше. Решить вопрос можно, усовершенствовав конструкцию или используя другие варианты.
Здания с вертикальным генератором ветровой энергии
Вертикальные типы ветрогенераторов считаются менее эффективными, но для монтажа на крыше здания они подходят оптимальным образом. В условиях преобладания слабых ветров вертикальные конструкции гораздо производительнее, а вибрации или уровень шума от них гораздо ниже, чем от горизонтальных моделей.
Такие конструкции работают при любом направлении потока, обладают высокой чувствительностью, что позволяет вырабатывать энергию при слабых ветрах, когда горизонтальные ветряки даже не начинают вращаться. Кроме того, аэродинамика вертикальных роторов способствует созданию более стабильной нагрузки на ось, так как при усилении потока вокруг ротора образуется вихревой кокон, защищающий ротор от перегрузок.
Вертикальные конструкции широко используются на Западе, там имеется широкий выбор промышленных и бытовых установок для частного пользования. В России, в основном, эксплуатируются самодельные устройства, изготовленные из подручных материалов, но способны развивать немалую производительность.
Многоквартирные здания с ветрогенераторами в России
На сегодняшний день существуют только отдельные проекты многоквартирных зданий с энергообеспечением от собственных ветряков. Практической реализации они пока не имеют, так как рентабельность использования ветряков намного ниже, чем при подключении к сети.
Кроме того, возникают проблемы эксплуатационного характера, на решение которых потребуется серьезное финансирование, значительно увеличивающее плату за электроэнергию для жителей такого дома. Поэтому строительство зданий с собственными ветряками возможно только при появлении недорогих, надежных и мощных ветрогенераторов.
Рекомендуемые товары
Как вам статья?
