В настоящее время на территориях практически всех стран мира с декабря 2019 г. развивается пандемия коронавирусной инфекции COVID-19, начало которой было зарегистрировано в г. Ухане (КНР). Наиболее высокая смертность от этого заболевания происходит в крупных городах мира, где гибель людей составляет 30–50 % той или иной страны из-за большой скученности и наличия контактов. Отсюда возникает потребность в расселении людей по территории страны: покинутых малых городах, поселках, деревнях. В этом отношении Россия имеет большое преимущество перед другими странами: более 65 % ее территории не используется человеком. Главное в этом — какие условия необходимы населению для освоения названных территорий. Прежде всего надо иметь на местах проживания главные условия жизни: дома и приусадебные участки, необходимы электричество и газ. Для малых городов, где есть электроэнергия (линии электропередач) и газовые трубопроводы, эта проблема, в принципе, решаема. А как быть с жильем в поселках и деревнях, где нет электроэнергии и газа. Что предпринять? Проведение линий электропередач и трубопроводов весьма затратно и достаточно долгий процесс! Есть ли выход из этого? Есть, и достаточно интересный!
Поиск источников энергии является одной из основных сфер человеческой деятельности.
За ХХ столетие общество израсходовало ископаемых ресурсов (нефти, газа, угля) больше, чем за всю историю человечества, а за последнюю четверть ХХ века суммарное потребление энергоносителей увеличилась в 5 раз. Эта тенденция ведет к невосполнимому истощению природных ресурсов и необратимым изменениям среды обитания, определяющим стратегию выживания человечества в будущем. Практические шаги, направленные на устранение негативных последствий развития энергетики, должны включать в себя технологические решения использования традиционной и возобновляемой энергетики. В этом отношении большое внимание уделяется выпускаемым отечественной промышленностью ветроэлектрическим станциям, которые по стоимости установленной мощности в сравнении с фотоэлектрическими станциями дешевле в 4–5 раз, однако их эффективность возможна лишь в регионах со скоростью ветра более 5–6 м/с. В настоящее время в России развивается новое направление в ветроэнергетике (создание и использование вихревых ветроэнергетических установок/ВВЭУ) [1, 5]. В основу ВВЭУ положен генератор вихря — устройство, преобразующее равномерный поток ветра в вихреобразные струи, подобные природному смерчу. Потенциальными потребителями вихревой ветроэнергетики небольших мощностей (от 5 до 100 кВт) могут стать фермерские и иные хозяйства, автономные жилые дома, а большой мощности (> 500 кВт) — альтернативой гидро- и теплоэлектростанциям. Использование ветроустановок (ВЭУ) на базе вихревых преобразователей потоков сплошной среды, способных использовать низкопотенциальные воздушные потоки (малые ветра), утилизированные тепловые потоки, сбрасываемые во внешнюю среду промышленными предприятиями, и возможности преобразования гелиои гелиотермальной энергии в виде термоиндуцированных восходящих струй воздуха позволят вырабатывать электроэнергию на воздушных потоках, движущихся со скоростью от 3–4 м/с (в отличие от лопастных ветроэнергетических установок (ВЭУ), для которых изначальная скорость ветра составляет 10–15 м/с) [2, 3]. ВВЭУ за счет, в первую очередь, модульного построения ветропреобразователей, позволяет расширить рабочий диапазон скоростей ветра от 3–4 до 60 м/с и более. Если рассматривать территорию Российской Федерации, то суточная средняя скорость ветра на 80 % ее площади составляет от 3 до 6 м/с. И это неоспоримое преимущество вихревой ветроэнергетики (ВВЭ) среди альтернативных источников энергетики. В зависимости от установленной мощности (от долей до сотен кВт) и малых габаритов ВВЭУ могут найти широкое применение для различных потребителей: коттеджи, дачи, фермы, деревни, поселки, промышленные объекты и пр. Себестоимость электроэнергии, производимой ВВЭУ, не более 0,04 долл/кВт.ч (т. е. на уровне ГЭС) при сроках окупаемости порядка трех лет. Главные достоинства ВВЭУ: ее экологичность (практическое отсутствие вредного звукового и прочего воздействия), малые габариты (1х1,5 м) и масса (75 кг) позволяют использовать ее на крыше жилого дома/коттеджа.