Инженер, подаривший миру солнечную башню

Его идея использовать восходящий поток нагретого воздуха для выработки электричества была проверена на реальном прототипе ещё в 1980-е годы и остаётся одной из самых необычных в возобновляемой энергетике.

Йорг Шлайх получив инженерное образование в Штутгартском университете, продолжил обучение в США, в Кливленде.

В 1963 году Шлайх пришёл в бюро Фрица Леонхардта, где сразу включился в работу над одним из самых смелых проектов десятилетия — крышей Мюнхенского олимпийского стадиона. Та конструкция, напоминавшая паруса из акрилового стекла на стальных тросах, принесла ему мировую известность и задала вектор на всю дальнейшую карьеру: лёгкость, эстетика и бескомпромиссная инженерная логика. В 1974 году он начал преподавать в родном университете на кафедре массивного строительства, а спустя шесть лет вместе с Рольфом Бергерманном основал компанию Schlaich Bergermann Partner, которая вскоре стала проектировать сложные сооружения по всему земному шару. Среди самых ярких работ Шлайха — смотровая башня Киллесберг в Штутгарте, крыша стадиона Мерседес-Бенц Арена, где он впервые применил принцип «колеса со спицами», впоследствии растиражированный на многих аренах мира, а также мост Видьясагар Сету через реку Хугли в индийской Калькутте.

Однако вклад инженера в мировую практику не ограничивается стадионами и мостами. Он разработал так называемую модель «раскос-стяжка» для расчёта железобетонных конструкций — метод, который сегодня стал стандартным при проектировании балок, колонн и фундаментов. Шлайх также известен своими работами в области лёгких напряжённых систем и энергоэффективных решений. За свою жизнь он получил множество наград, включая Международную премию за заслуги в строительной инженерии, премию имени Альбера Како, награду Фритца Леонхардта, медаль Вернера фон Сименса и золотую медаль Института структурных инженеров Великобритании.

Одним из самых необычных и дальновидных проектов Шлайха стала концепция солнечной башни, которую он разрабатывал вместе со своей фирмой. Идея предельно проста, но гениальна по своей физике. Создаётся большая прозрачная конструкция вроде теплицы — коллектор, приподнятая над землёй на несколько метров. Под этим навесом воздух нагревается солнечными лучами, становится легче и устремляется вверх по высокой вертикальной трубе, расположенной в центре коллектора. Возникает мощный восходящий поток, который вращает турбины, установленные у основания трубы или внутри неё, и те вырабатывают электричество. Чтобы станция могла работать и ночью, под коллектором предлагалось размещать тепловые аккумуляторы, например трубы или мешки с водой, которые накапливают тепло днём и постепенно отдают его после захода солнца. В отличие от фотоэлектрических панелей или гелиотермальных станций, такая башня не требует прямого преобразования света в ток или сложных систем слежения за солнцем, а её движущиеся части — только турбины — очень просты и надёжны. Кроме того, под огромным прозрачным куполом можно выращивать сельскохозяйственные культуры, использовать трубу для радиосвязи или даже для опреснения воды.

История практической реализации этой идеи началась задолго до того, как о зелёной энергетике заговорили повсеместно. Первый прототип был построен в 1982 году в Испании, недалеко от города Мансанарес, компанией Schlaich Bergermann und Partner. Та башня достигала высоты 195 метров при диаметре всего десять метров, а площадь коллектора составляла почти пять гектаров, то есть круг диаметром 244 метра. Установка развивала максимальную мощность около пятидесяти киловатт и исправно работала до 1989 года, пока её не разрушил сильный шторм из-за недостаточно прочных оттяжек. Тем не менее эксперимент доказал работоспособность концепции.

В 2010 году китайцы запустили подобную башню во Внутренней Монголии, в местечке Цзиншавань. Высота трубы была меньше — около двухсот метров, зато первоначальная мощность достигала двухсот киловатт. Китайцы строили эту станцию в расчёте на масштабирование до 27 с половиной мегаватт и площади коллектора почти в триста гектаров, но экономические трудности заставили их свернуть проект. Сегодня, в 2026 году, ни одной полномасштабной коммерческой солнечной башни в мире не существует, и у этого есть объективные причины.

Главный недостаток технологии — огромные стартовые вложения. Чтобы построить башню высотой в тысячу метров и коллектор диаметром в несколько километров, нужно потратить сотни миллионов долларов, тогда как фотоэлектрические панели с каждым годом становятся всё дешевле и компактнее. Кроме того, эффективность солнечной башни сильно зависит от погоды: в пасмурные дни поток воздуха ослабевает, а для выравнивания мощности требуется дорогое тепловое аккумулирование. Наконец, станция занимает очень большие площади, что в густонаселённых регионах может быть проблемой. Тем не менее у технологии есть и неоспоримые плюсы: отсутствие прямых выбросов, очень низкие эксплуатационные расходы, долговечность (дольше служат и панели, и башня) и возможность использовать землю под коллектором в сельскохозяйственных или других целях.

Некоторые аналитики прогнозируют, что в ближайшие годы рынок солнечных башен начнёт расти за счёт совершенствования материалов и методов строительства, а также интеграции с системами накопления энергии.

Однако пока эта идея остаётся, скорее, красивым инженерным вызовом, чем готовым бизнес-решением. Йорг Шлайх, оставил после себя не только компанию Schlaich Bergermann Partner, которая продолжает строить сложные конструкции по всему миру, но и набор изящных инженерных принципов, один из которых гласит: даже такой привычный и медленный процесс, как нагрев воздуха солнечным светом, можно превратить в мощный и полезный поток. И если когда-нибудь в пустыне вырастет гигантская дымовая труба, дающая электричество тысячи домов, мы будем знать, кому обязаны этой идеей.