Производство ветрогенераторов: Производство ветрогенераторов (ветряков) в России

Содержание

Производство ветрогенераторов (ветряков) в России

Серийное производство ветрогенераторов, превышающее 50 штук в месяц, в России и странах СНГ на сегодняшний момент так и не налажено в виду отсутствия на них массового спроса, и лишь несколько производителей в нашей стране осуществляют производство ветряков.

Компания ЭнерджиВинд одна из первых в 2003 году начала

производство ветряных электростанций собственной разработки

Это позволило занять выгодную конкурирующую позицию наряду с зарубежными производителями. Мы стали первым в России производством современных моделей тихоходных ветрогенераторов ручной сборки мощностью от 1 до 10 кВт.

В 2005 году цех экспериментального производства стал разрабатывать собственную радиоэлектронную составляющую ветроэлектростанций. На протяжении всего года проводились эксперименты, в которых проводилось разработка, тестирование и улучшение собственного контроллера. Далее мы стали сами разрабатывать и другие технологические продукты. Всё это позволило сократить расходы в 2-3 раза как на производство, так и на конечную стоимость ветрогенераторов. И сейчас мы предлагаем ветрогенераторы по стоимости в 2 раза дешевле, чем наши зарубежные конкуренты из развитых стран.

К 2007 году мы хорошо изучили направления потребительского спроса и смогли сформировать «базовые» комплекты оборудования с возможностью их модификации под каждого, конкретного потребителя. Данные варианты представлены в разделе «Ветрянные решения».

С 2009 года и по настоящее время наши клиенты имеют возможность приобрести ветрогенераторы российского производства, имеющие следующие преимущества в сравнении с импортируемыми аналогами:

значительно ниже по стоимости;
высокое качество комплектующих, в отличие от китайских;
выполнение гарантийных обязательств перед потребителем;
способны обеспечивать потребителей электроэнергией даже в период безветрия за счет питания от аккумуляторов;
ручная сборка.

Ветрогенераторы производства России пользуются достаточным успехом, поскольку ввиду отсутствия электромагнитных и инфразвуковых колебаний не вызывают чувство дискомфорта у людей, при достаточно длительном сроке эксплуатации не нуждаются в сервисном обслуживании и способны работать в любых климатических условиях.

Несмотря на большое количество альтернативных источников энергии, существующих в России и в том числе предлагаемых нами производство ветрогенераторов с тех самых – давних времён остаётся сердцем нашей компании. Постепенно наша компания «обросла» внушительным «панцирем» из отделов продаж, логистики, закупок и прочих структурных подразделений, связанных с её ростом многие из которых, выделились в отдельные и дочерние компании и с 2010 года мы превратились в группу компаний… но «сердце» осталось всё то же — это собственное производство, состоящее из нескольких десятков высококвалифицированных профессионалов. Все наши специалисты имеют многолетний опыт по тем производственным процессам, за которые отвечают.

В отличие от китайских предприятий, на которых производство ветряных электростанций осуществляется тысячными тиражами, наши ветряки выпускаются в ограниченном количестве, следовательно, качество выполнения каждой станции – на высшем уровне.

В 2011 году нашими клиентами по ветроустановкам уже стали известные государственные и частные компании страны:

крупнейший Российский оператор сотовой связи О.А.О. «МТС»
«Гидрометцентр России».

Выбор таких гигантов российского рынка являлся лучшим уже на тот момент доказательством нашего профессионализма и опыта, накопленного за годы работы нашего предприятия.

С 2014 года мы объединили коммерческие и инженерные усилия наших компаний с Московским заводом по производству инверторов и силовой электроники.

Это позволило значительно расширить предлагаемый нашими компаниями ассортимент продукции. Мы успешно вошли на такие рынки как Солнечные электростанции и системы бесперебойного питания.

К 2018 году наша группа компаний заняла лидирующие позиции на многих рынках, но настоящей гордостью для нас является даже не тот факт что мы это сделали преимущественно с продукцией собственного и отечественного производства…

А тот факт что не смотря на все кризисы и обстановку в стране в предыдущие годы мы сумели не только сохранить, но и приумножить главное для нас, наши «корни» – производство ветрогенераторов… то самое «сердце» теперь уже общее для группы наших компаний.

Наши установки из далеких 2000-x:

Производство:Тихоходный генераторы, ветрогенераторы, Минкро и Мини ГЭС, волновые электростанции

Снижаем цены на солнечные батареи. Выгодные скидки, гарантированное качество.

Началом отсчета работы нашей фирмы можно считать 2005 год. Именно в этот период возникла необходимость электрификации труднодоступных мест нашей страны, используя при этом установки для выработки энергии из альтернативных источников отечественного образца. Наше предприятие взялось за разработку доступных и надежных установок, способных обеспечить должный уровень обеспечения электроэнергией различных организаций, производств и частных домов.

Около 10 лет назад наши конструкторы предложили вниманию покупателей лопастные установки мощностью до 500 вт. Новые разработки устройств, постоянный поиск новых материалов, испытания узлов и механизмов предлагаемых установок позволили добиться абсолютной надежности предлагаемых конструкций. Сегодня вниманию потенциальных клиентов предлагаются различные модели серийных электростанций с вертикальным расположением ротора, мощность которых лежит в пределах от 0,3 кВт до 3кВт.

Надежность, качество, эффективность

Все ветроустановки прошли предварительные испытания, их надежность и производительность подтверждена необходимыми сертификатами. Наши устройства эффективны даже для тех территорий, на которых скорость ветра не превышает 3 м/с.

Мы постоянно работаем с ветроустановками, используя все современные достижения и новые конструкционные материалы, такие, как

высокоуглеродистые металлические сплавы
композитные материалы
стеклопластик
АМГ.

Благодаря этому наши устройства обладают сравнительно небольшим весом. В производстве мы применяем только отечественные комплектующие, что значительно снижает себестоимость конструкций. Таким образом, используя новейшие технологии, разработчики добились высокой эффективности ветроустановок, снижая себестоимость производимой электроэнергии.

Гарантия и сервисное обслуживание

Абсолютная уверенность в надежности наших ветроустановок позволила нашей компании в 2009 году открыть собственный монтажно-сервисный отдел, в обязанности которого входит монтаж и гарантийное и послегарантийное обслуживание конструкций.

За все время существования нашей компании, работу конструкций достойно оценили тысячи частных лиц и компаний. Мы уверенно называем себя профессионалами, которым по плечу самые неординарные задачи, ведь решая их, мы подтверждаем свою квалификацию и способность достигать новых высот.

Топ-10 производителей ветротурбин в 2017 году. Обзор.

Vestas укрепляет свой статус номер один, а Siemens-Gamesa переходит на второе место после слияния в начале этого года.

Мы взяли данные FTI Consulting за 2016 год, чтобы сформировать рейтинг – десятку лучших производителей (OEM) ветроэнергетического оборудования, выделить новые тенденции, глобальную совокупную емкость и количество рынков, на которых они в настоящее время активны и их оборудование доступно для заказа, с перспективным прогнозом заказов, продуктов и стратегии компании.

Когда имеете дело с цифрами, выясняется, что Vestas является ведущим мировым поставщиком ветровых турбин. Датский производитель, в том числе оффшорное совместное предприятие MHI Vestas (Mitsubishi Heavy Industries – Vestas), установил больше новых мощностей, чем любая другая компания в течение 2016 года, имеет самую большую совокупную долю на рынке и активно работает на самом высокоразвитом мировом рынке. Goldwind на самом деле продал больше турбин в течение года – 3 656, а Vestas – 3 589, – но средняя мощность его машин составляет 1,8 МВт против 2,5 МВт турбин Vestas. Десять OEM изготовителей, рассмотренных здесь, обеспечили более чем 43 ГВт новых ветроэнергетических мощностей в 2016 году, что составляет 76% мирового рынка и составляет почти 20 000 турбин. Их совокупный потенциал в конце прошлого года составил до 380 ГВт, что составляет более трех четвертей всего мира. Мы рассматривали Siemens и Gamesa как одну компанию после их слияния в начале этого года, хотя в 2016 году они все еще работали как отдельные компании.

Рассматривая Gamesa отдельно, FTI разместил ее четвертым в списке сравнения по новой установленной мощности в 2016 году за Vestas, GE и Goldwind, с установленным 4262 МВт и долей рынка 7,5%. Siemens занял шестое место за Enercon с 3204 МВт и 5,6% соответственно.

1 ВЕСТАС, ДАНИЯ

Вид из ффшорной турбины … Первые машины MHI Vestas V164 8MW теперь работают на британском проекте Burbo Bank Extension

Датский производитель настиг Goldwind с точки зрения новой установленной мощности в 2015 году, но это было в значительной степени результатом необычайного роста установленной мощности в Китае в этом году. С более качественным обслуживанием, возобновленным в 2016 году, Vestas вернулся к топовым позициям. По данным FTI Consulting, в прошлом году он установил почти 9 ГВт, заняв 15,8% мирового рынка.

Ключевое слово здесь – «глобальный», потому что Vestas активно работает на 34 рынках с 2016 года, больше, чем любой другой производитель турбин, сообщает FTI Consulting. В этом году не было срывов, а компания объявила о значительных заказах на поставку турбин в некоторых доселе необычных местах – от Китая и Южной Кореи до России. США поставляет львиную долю в объеме заказов компании, хотя, в основном, моделей для регионов со средней скоростью ветра V100 и V110 2.0MW. Модели для регионов с низким ветром – с диаметром ротора 116 и 120 метров – были анонсированы в апреле и будут выпущены в следующем году. Более ориентированная на Европу платформа 3 МВт модернизируется на номинальную мощность 4,2 МВт с диаметром ротора 117, 136 и 150 метров. Во многом благодаря требованиям конкурсных торгов, особенно в Германии, основное внимание уделяется моделям для среднего и низкого ветра. Но платформа V117, впервые оринтированная на территории с высокой скоростью ветра, открывает для компании прибрежные рынки в Китае, Японии и Вьетнаме. Совместное предприятие по производству ветрогенераторов для оффшорного рынка MHI Vestas (Mitsubishi Heavy Industries – Vestas) достигло зрелости в 2017 году с вводом в эксплуатацию 258 МВт на Burbo Bank Extension для Dong Energy на северо-западном побережьи Англии.

Проект Burbo Bank был первым, на котором была развернута турбина V164-8.0MW, но заказы на нее идут для оффшорных проектов Великобритании, Германии и Нидерландов. Летом был анонсирован вариант турбины V164 с расширением 9,5 МВт, которая уже заказана для проекта Trogon Knoll от 860 МВт компании Innogy в водах Великобритании. Единственными плохими новостями на морском фронте в течение 2017 года были потери в результате пожара первого прототипа V164 мощностью 9,5 МВт, установленного на наземном испытательном полигоне Osterild в Дании. Приобретение Vestas независимых поставщиков услуг UpWind Solutions и Availon принесло дивиденды. По данным компании, заказы на обслуживание выросли с 1,8 млрд. Евро в 2015 году до 10,7 млрд. Евро. Расширение сервисной еятельности является лишь частью стратегии Vestas, выходящей за рамки основной деятельности по изготовлению и продаже ветротурбин. «Мы определенно перестали принимать себя как просто поставщиков турбины», – говорит вице-президент компании Мортен Дырхолм (Morten Dyrholm).

«Мы смотрим на себя все более целостно, как часть более крупной электроэнергетической системы, где разные технологии должны балансировать друг друга». Так же в самом начале находится направление в технологиях небольших гибридных ветро-солнечных и накопительных систем. В сентябре фирма подтвердила, что работает с производителем электромобилей Tesla по решениям хранения энергии. Пилотные проекты в этой сфере запланированы на 2018 год.

Фокус: Сохранение ведущих позиций на оншорном рынке Риск: Медленный рост глобального оффшорного рынка 2 SIEMENS GAMESA, ГЕРМАНИЯ-ИСПАНИЯ Рекордсмен … Siemens Gamesa должна ввести в эксплуатацию самые высокие в мире турбины: 33 G114.2.0 и G114.2.1 на ветропарке Sarahnlom в Таиланде на башнях высотой 153 метра В результате слияния Siemens и Gamesa, завершившегося 3 апреля, был создан новый гигант в производстве ветротурбин – 75 ГВт установленной мощности в 90 странах, 27 000 сотрудников и широкий спектр наземного и морского оборудования.

Шесть месяцев спустя, однако, еще пока не ясно, как Siemens Gamesa Renewable Energy (SGRE) будет сливать свои производственные активы и линейки продуктов. Первый “несчастный случай”, не совсем неожиданный, произошел с 8 МВт турбиной Adven компании Areva, которую Gamesa все же отказалась производить, когда атомная компания Areva покинула ветроэнергетику. Замена редукторного ветрогенератора Adwen турбиной SGRE 8 МВт с прямым приводом для первых оффшорных проектов во Франции послужила причиной смерти машины Adwen. Будущее для своего редуктора, построенного дочерней компанией Siemens под названием Winergy, возможно, найдется в будущих проектах морских турбин от других OEM-производителей, но это отнюдь не обязательно. Другой жертвой стали рабочие места, особенно в производстве лопастей, когда заводы в Канаде и Дании были закрыты или сокращено количество сотрудников. В этом году было сокращено около 500 рабочих мест. Для обих компаний слияния 2017 год был трудным. Gamesa снизила темпы в Бразилии и ее постиг внезапный спад в Индии, когда государственные энергетические компании переключились с тарифной системы субсидирования на конкурсные торги.

На сверхконкурентном рынке США компания Vestas и GE превосходят Siemens, к тому же он медленно реагирует на новые требования немецкой системы аукционов. Новая компания после слияния нуждалась в большой победе и одержала ее, получив лидирующую позицию в консорциуме, который выиграл заказ 1ГВт в Турции с предложением стоимости электроэнергии всего € 34,8 / МВтч на 12-13 лет. «По этой цене их примут с распростертыми руками», – был ответ одного конкурирующего OEM-участника торгов. Контракт включает в себя обязательство по созданию производственных мощностей и консалтинговых услуг в Турции, где должны получить работу преимущественно местные жители, и 65% местного контента. Портфель турбин выглядит беспорядочно. Gamesa предлагает платформу 2 МВт с диаметром ротора от 80 до 114 метров; семейство 2,5 МВт с диаметром ротора 106 -126 м; и 3,3 МВт машину с диаметром ротора 132 м. Редукторная машина Siemens на платформе 2.3-2.625 MВт имеет ротор 101-120 м. Безредукторное семейство Siemens турбин для наземного базирования составляет 3,2-4,3 МВт с диаметром ротора 101, 108, 113, 120, 130 и 142 метра.

Ситуация более ясна на шельфе, где турбина с прямым приводом SWT-154, представленная как модель мощностью 6 МВт, но теперь усовершенствованная до 8 МВт, имеет конкурента только в лице турбины MHI Vestas V164 в секторе 7 МВт-плюс. Эти две турбины, как полагают, будут доминировать на оффшорном рынке Европы в течение следующего десятилетия и имеют хорошие возможности для использования на зарождающемся оффшорном секторе США. Фокус: Рационализация продуктов и производственных активов Риск: Ослабление позиций в США и Германии 3 GE, США Питер МакКейб, генеральный директор подразделения оншорной ветроэнергетики GE Притяжение внутреннего рынка остается сильным для GE, но американский производитель турбин добился значительного прогресса в ряде других стран, особенно в Азиатско-Тихоокеанском регионе. В мае GE объявила о заказе почти 200 МВт для двух проектов в Китае. Июнь увидел сделку с Mainstream Renewable Power для 800 МВт во Вьетнаме. Основные события в течение лета включали контракт на 153 МВт в Пакистане и сделку 453 МВт в Австралии.

Но большие возможности для компании в США, а также в бум, связанный с поэтапным отказом от налога на производство (PTC). Согласно анализу Make Consulting, представленному на конференции Американской ассоциации ветроэнергетики в мае, 50GW новой ветровой энергии будут установлены в США к концу 2020 года, плюс еще 7-8GW в замене старых турбин. GE нацеливается на существенный кусочек этого рынка и сделает все от нее зависящее, чтобы получить его. Теперь GE подает в суд США на своего главного конкурента, Вестас, в споре о нарушении патентных прав. Самый большой до сегодняшнего дня заказ был анонсирован в июне – 800 ветрогенераторов мощностью 2,5 МВт для разработанного компанией Invenergy проекта мощностью 2ГВт Wind Catcher в Оклахоме. А еще один крупный заказ по замене менее мощных ветрогенераторов насчитывает около 500 МВт с PacifiCorp в Айдахо. Предприятие GE в оффшорных водах выглядит менее впечатляющим. 6MW турбина Haliade, приобретенная с Alstom, начала свою коммерческую жизнь, вырабатывая электроэнергию на проекте Deepwater Wind 30МВт, участок Block Island, введенном в эксплуатацию в декабре прошлого года.

Еще три турбины устанавливаются на демонстрационном проекте в Китае. Кроме того, есть заказы на три французских проекта мощностью 1,5 ГВт, которые пока в судебных спорах, и 396 МВт для немецкого проекта в Северном море. Номинальная мощность ветрогенератора GE Haliade 6MW и 150-метровый диаметр ротора уже значительно отстают в соревновании с MHI Vestas и SGRE, что вызывает сомнения в его долговременном будущем. Эти сомнения появились еще в мае, когда выяснилось, что Европейская комиссия (ЕС) изучает вопрос о поглощении GE компании, производящей лопасти – LM Wind Power, хотя эта сделка была одобрена ЕС двумя месяцами ранее, на том основании, что GE первоначально представила «вводящую в заблуждение информацию». GE якобы сообщила ЕК, что она не планирует разрабатывать оффшорную турбину мощностью 12 МВт, но регуляторы Европейского союза впоследствии нашли доказательства обратного. Следствие продолжается. GE в значительной степени зависела от своих привычных платформ ветротурбин с рабочей мощностью 1,7-1,85 МВт и 2,0-2,5 МВт.

Семейство 3,2-3,8 МВт, ориентированное на европейские рынки, особенно на Германию, изо всех сил пыталось добиться успеха в борьбе с конкурентами со стороны Vestas, Enercon и Nordex, которые в настоящее время работают на турбинах мощностью 4 МВт. GE представила некоторые детали новой машины 4.8MW с рекордным диаметром ротора 158 метров на сентябрьской выставке в Husum. Она будет строиться на участках с низким и средним ветром с высотой башни от 101 до 161 метра. Фокус: Максимально использовать окно PTC Риск: Обеспечение роста, когда это окно закроется 4 GOLDWIND, КИТАЙ Экспортный драйв … Goldwind был самым активным OEM-производителем в Китае и на зарубежных рынках, особенно в США Goldwind был ведущим производителем в мире по установленной мощности в 2015 году, его 7,88 ГВт опередили Vestas и GE. Замедление на китайском рынке означало, что он снизился в годовом рейтинге прошлого года до третьего места, а с созданием Siemens Gamesa Renewable Energy (SGRE) в апреле он упал до четвертого.

Goldwind сообщил о 10-процентном падении выручки и 21% – ном снижении прибыли до налогообложения в первой половине 2017 года по сравнению с годом ранее, подтверждая опасения, что замедление темпов ветроэнергетики в Китае может иметь свои результаты. Суммарная установленная мощность компании в конце 2016 года составляла чуть более 38 ГВт, но только 1,4 ГВт приходится на зарубежные рынки. В 2016 году компания поставляла турбины на три рынка за пределами Китая – больше, чем любой из его внутренних конкурентов – и в ближайшие годы объем экспорта компании будет расти. Надежда компании в ее международном арсенале – дочерняя компания Goldwind Americas. К концу прошлого года фирма выиграла сделку 1,87GW для многофазного проекта девелопера Viridis Eolia в Вайоминге. Поставка турбин мощностью 2,5 МВт и 3 МВт должна быть осуществлена в периоде от настоящего времени к 2022 году. К тому же летом этого года Goldwind подписал меморандум о взаимопонимании с правительственными агентствами Саудовской Аравии по исследованию инвестиционных возможностей и потенциальных производственных площадок.

Компания добавляет тематику хранилищ энергии в свой каталог. В августе Goldwind подписала письмо о намерениях со шведской компанией SaltX по разработке «решения для ветроэнергетики с интегрированным хранением энергии». Goldwind планирует присоединиться к термальной технологии хранения энергии «мегаваттной шкалы» SaltX в Пекине. Еще один, такой же успешный, как был у компании в 2015-ом году может снова повториться для компании, но таких высот можно будет достигнуть, только применив многоцелевую атаку, компания не может своей целью ставить только количесвенные факторы, необходимо делать упор на инновации и разнообразие. Фокус: Диверсификация бизнеса Риск: замедление домашнего рынка 5 ЭНЕРКОН, ГЕРМАНИЯ Компоненты … Стальные башни для турбин Enercon производятся на производственных объектах в Магдебурге, Германия и Мальмё, Швеция. Выступая на выставке Hannover Messe в апреле, управляющий директор Enercon Ханс-Дитер Кеттвиг (Hans-Dieter Kettwig) прогнозирует валовую производительность компании примерно в 5,5 млрд.

Евро на 2017 год, при этом ожидается, что объем установки турбин компании достигнет 4 ГВт. Это увеличение с 3.6GW, достигнутого в 2016 году, как сообщает FTI Consulting. Комментарии Кеттвига дают редкое представление о финансовом состоянии Enercon. Будучи независимым конгломератом компаний – обществ с ограниченной ответственностью, он не подвержен давлению ежеквартальной публичной отчетности, в отличие от конкурентов, котирующихся на бирже. По данным FTI, присутствие Enercon на 26 рынках в прошлом году уступало только Vestas, что свидетельствует о работе на небольших рынках, в том числе в Боливии, Коста-Рике, Эстонии, Тайване и Вьетнаме. Исторически сложилось, что компания избегает США и Китая. Столь же примечательно, что его самой популярной турбиной был E115-3MW – все остальные крупнейшие модели самых продаваемых OEM-производителей были 2,4 МВт или меньше. В этом году возобновился приход Enercon на индийский рынок после завершения десятилетнего юридического спора с его бывшим партнером по совместному предприятию в этой стране, который в настоящее время торгует как WindWorld India.

Enercon хочет модернизировать 1200 своих турбин на субконтиненте и приступил к заключению соглашений о неисключительном сотрудничестве с независимыми поставщиками услуг для ремонта и обслуживания. Фирма взяла на вооружение 4-мегаваттную революцию в этом году с запуском турбины с прямым приводом мощностью 4,2 МВт в конце 2016 года. С тех пор ее основные конкуренты последовали этому примеру, и только Enercon полностью изменил курс, раскрыв свой радикальный новый модульный подход к платформе 3.5MW в августе. Широкий спектр технологий компании включает в себя все: от самого маленького EP1 (800-900 кВт), далее EP2 (2-2,35 МВт), EP3 (3.05-3.2MW), EP4 (4.2MW) и заканчивая турбиной EP8 (7.58MW) , С добавлением нового модульного дизайна EP3 3.5MW, Enercon признал переход на аукционные системы по всему миру, что требует производительности по более низкой цене, особенно в Германии, где компания пытается удержать свои позиции как лидера рынка даже принимая во внимание, что этот рынок сокращается. Фокус: Новая модульная турбинная платформа Риск: Переход на конкурсные торги 6 NORDEX GROUP, ГЕРМАНИЯ Приобретение … Приобретением Acciona компания Nordex увеличила свое присутствие в Латинской Америке Ларс Бондо Крогсгаард (Lars Bondo Krogsgaard) занимал кресло генерального директора Nordex менее двух лет и ушел в отставку в марте после того, как компания сократила прогнозы выручки на 2017 и 2018 годы, что вызвало резкое падение его цены акций.

Его заменил его заместитель и главный исполнительный директор Хосе Луис Бланко (Jose Luis Blanco), бывший генеральный директор Acciona Windpower. Новости компании за первое полугодие были немного более позитивными по сравнению с прошлым годом, поскольку компания во втором квартале зафиксировала € 572 млн. новых заказов, в результате чего общий объем заказов составил 3,6 млрд евро, включая контракты на обслуживание. Сервисное подразделение в настоящее время быстро расширяется, и его обороты в этом году на 24% выше 2016 года, достигая 150 миллионов евро. Но есть еще боль. В сентябре Бланко объявил о том, что группа рассчитывает сократить на 21 миллиард евро от своих материальных ресурсов и эксплуатационных расходов и еще 24 миллиона расходов на персонал, что приведет к потере от 400 до 500 рабочих мест по всей Европе, в основном в Германии. Переход Германии на конкурентные торги вызвал неопределенность на внутреннем рынке для Nordex, а “чистые” игроки, в том числе Enercon и Senvion, изо всех сил пытаются адаптироваться.

«Мы реагируем на изменения в объеме бизнеса, увеличивая его стоимость, чтобы поддерживать нашу прибыльность», – сказал Бланко. Главной новостью на продуктовом фронте стало аносирование в сентябре последней разработки платформы Delta 3MW, выпущенной в 2013 году. Новая модель, рассчитанная на низко- и среднескоростные ветровые регионы, имеет номинальную мощность 4-4,5 МВт и диаметр ротора 149 метров. Первый прототип будет установлен осенью 2018 года, а полномасштабное производство начнется в следующем году. Компания также тестировала 134-метровую трубчатую стальную башню диаметром 4,3 метра, которая позволит предолеть немецкие транспортные ограничения. Фокус: Сокращение затрат, вывод 4,5 МВт на рынок Риск: Вытеснение крупными игроками 7 SENVION, ГЕРМАНИЯ Турбина Senvion MM92 в Калифорнии Согласно данным FTI, принадлежащий США производитель турбин с головным офисом в Германии не смог войти в первую десятку в 2016 году по установленной мощности. Но совокупная установленная мощность, международный охват и портфель турбин поднимают компанию его в нашем рейтинге.

За последние 18 месяцев компания обнародовала новые модели своей платформы 3MW, инициировала разработку турбины 10MW-плюс для нового оффшорного рынка, объявила о росте доходов на 4,6% в первом полугодии 2017 года и планирует сократить 780 рабочих мест , главным образом на производственных площадках в Германии. Компания переходит на два года в режим «трансформации», пояснил генеральный директор Юрген Гейсфингер (Jürgen Geissinger). Бывший шеф компании Шеффлер (Schaeffler) занимал эту должность почти два года. За это время компания вышла на 6 новых рынков с поставками в Хорватию, Чили, Норвегию, Ирландию, Сербию и Италию (оффшор), а также беспокойное возвращение в Индию после ее продажи от предыдущего владельца Suzlon компании Centerbridge Partners в 2015 году. Портфель Сенвион на оншорном рынке варьируется от серии MM 2-2.05MW, из которых MM92 является бестселлером, до 3.7M144, который был представлен в Husum в сентябре этого года. Эта турбина уже была законтрактована для проекта 429 МВт в Австралии.

Фокус: Реструктуризация для обеспечения конкурентоспособности Риск: Усиление конкуренции и консолидаций 8 UNITED POWER, КИТАЙ В Тибете установлена турбина мощностью 1,5 МВт Полностью принадлежащая компании China Guodian Corporation, одного из пяти крупнейших в стране государственных энергогенераторов, United Power ощутила последствия замедления объемов установки ветровых турбин в Китае. Согласно FTI, United Power установила 3.09 ГВт новых мощностей в 2015 году, все это в Китае, что составило 4,9% доли всего мирового рынка. В 2016 году объем снизился до 2,13 ГВт, 3,8%. United Power остается вторым по величине производителем турбин в Китае, хотя и значительно отстает от Goldwind. Продажи компании сосредоточены на турбине мощностью 1,5 МВт с диаметром ветроколеса 86 м, разработанной немецкой консалтинговой компанией Aerodyn Engineering. На европейскую экспертизу компании также повлияла турбина мощностью 2 МВт (97-метровый диаметр ротора) и модель 3 МВт (120 метров).

Несколько лет назад был представлен прототип морской турбины 6 МВт с диаметром ротора 136 метров, но в 2016 году United Power не занималась оффшорным бизнесом. Фокус: Выжидание, пока рынок не улучшится Риск: Отставание по технологиям 9 ENVISION ENERGY, КИТАЙ Турбина мощностью 1,5 МВт Envision с диаметром ротора 93 метра Envision изучает новые рынки и новые технологии, чтобы компенсировать относительное замедление отрасли в Китае. Компания установила чуть более 2GW в 2016 году, главным образом на домашнем рынке, но выиграла сделку в 90 миллионов долларов в Мексике и подписала контракты на 185 миллионов долларов в Аргентине. Фирма приобрела французский береговой ветропарк европейского девелопера Velocita Energy Developments, который включает в себя линейку площадок мощностью 500 МВт. Он также сделал “домашнее задание” в Индии, предвосхитив возможный выход на четвертый по величине рынок в мире. В прошлом году европейский консорциум выбрал турбины Envision для оснащения своими сверхпроводниковыми генераторами прямого привода – устройство, которое, как утверждается, способно утроить выработку электроэнергии.

В 2016 году фирма представила свою энергетическую аналитическую платформу EnSight и систему EnOS, которая, по ее утверждению, может управлять «всеми видами энергетической инфраструктуры», от ветровых турбин до накопителей и интеллектуальными сетями до бытовых приборов. Технологические гиганты обратили внимание, и в этом году Microsoft и Accenture объединились с Envision для разработки программ для интернета вещей. Фокус: Разработка интеллектуальных программных пакетов Риск: Слабое присутствие на существующих рынках 10 СУЗЛОН, ИНДИЯ Открытый люк … Инженер, проверяющий турбину Сузлон в Индии Ведущий отечественный производитель турбин в Индии входит в первую десятку на фоне своих исторических данных и будущих перспектив своего внутреннего рынка. Он установил 1.14GW в 2016 году, поставивших его на 16 место в таблице ведущих поставщиков ветряных турбин FTI. Но он занимает восьмое место по объему, с 16,8 ГВт турбин, работающих в Северной и Латинской Америке, Европе и Австралии.

Амбициозные цели Индии предлагают широкие возможности для роста, не в последнюю очередь в проектах замены турбин, но другие производители смотрят на этот выгодный рынок, и Сузлон должен будет продолжить свою работу на технологическом фронте. Фокус: Увеличение доли рынка в Индии Риск: Ужесточение конкуренции. Источник

Лопастей много, а места мало, или Как утилизировать ветрогенераторы

Как известно, старению подвержены не только живые организмы, но и оборудование, технологии, агрегаты и т. д. Поэтому, вполне естественно, что устаревшее нуждается в переработке или утилизации. И если в отношении животных и растений природа заранее позаботилась об этом, то вот с тем, что произвёл человек, дела обстоят немного сложнее.

Достаточно серьёзная проблема, которая всё чаще обращает на себя внимание различного рода экспертов, — износ ветроустановок первого поколения. Почти все они или выработали ресурс, или устарели настолько, что их содержание становится нерентабельным, а значит настала пора задуматься об утилизации.

Вопросов с тем, что делать с металлическими, бетонными и силовыми конструкциями ветрогенератора не возникает, а вот куда девать многометровые лопасти — пока что не совсем ясно.

Как вариант: организация детских игровых площадок. Из лопастей получатся отличные горки, лесенки, туннели и много чего ещё, что так нравится детям

Лопасть — самая большая деталь ветряка и делается, как правило, из композитных материалов. Уже сейчас в Европе, вплоть до 2022 года, будут ежегодно демонтировать свыше 3800, а в США около 8000 лопастей. Обширный демонтаж потребует создания новых логистических схем и технологических ухищрений для того, чтобы полностью переработать устаревший ветровой генератор. Но вторичное использование композита, из которого выполнены ветровые лопасти, невыгодно с точки зрения расходов.

Сейчас в сети можно найти фотографии, на которых запечатлены кадры того, как гигантские части ветрогенераторов просто засыпаются землёй. Для этих целей выделяются огромные площади и возникает вполне закономерное умозаключение об отнюдь не безвредном и экологически безопасном методе генерации. Да, к счастью материалы, из которых сделана лопасть, безопасны и сами по себе не наносят вреда живым организмам, почве или воде. Но организация полигонов для захоронения неразлагающихся деталей становится настоящей проблемой — выводящихся из эксплуатации ветряков всё больше, площади для утилизации всё меньше, а организация таких мест нарушает экологический баланс, превращая зелёные участки в пустыри.

К примеру, всего в трёх 50-метровых лопастях маломощного (по сегодняшним меркам) ветряка содержится около 20 тонн полимеров, армированных волокном (FRP). Как такое количество полимерных веществ использовать повторно или эффективно перерабатывать? Их ведь нельзя сжечь или вывезти на свалку, как обычный мусор. И если не придумать хоть сколько-то приемлемый способ вторичного использования, то к 2050-му году утилизации будут ждать уже 40 млн тонн композитов. Такие данные приводит исследовательский проект Re-Wind, активно занимающийся поиском решения проблем переработки. Кстати, опыт применения устаревших частей ветрогенератора уже есть.

Лопасти ветрогенераторов электростанции Vindeby, закрывшейся в 2017 году, были использованы в качестве шумоподавительных барьеров на автомагистралях Дании. Стекловолокно, применяемое в строительстве ветряков, обладает лучшими шумозащитными характеристиками по сравнению с той же минеральной ватой ввиду своей высокой плотности.

Другая компания — The European Technology & Innovation Platform on Wind Energy — поделилась возможными перспективами превращения лопастей во вторсырьё. Для этого их режут на части и измельчают до волокон. Полученную структуру можно включать в производство досок из полимеров, поддонов для складских помещений, отделочных материалов для наружного применения. Также в Европе научились применять композитные материалы в строительстве — часть цементного сырья заменяется стекловолоконными и композитными материалами при производстве бетона. Оставшиеся органические включения сжигают как топливо вместо угля, снижая выбросы углеводорода в атмосферу.

Вдобавок к этому, специалисты работают над альтернативными технологиями переработки композитных лопастей, такими как: механическая рециркуляция, сольволиз и пиролиз. Успешные исследования в этих направлениях дадут возможность создавать безотходные ветровые турбины. Так, компания Vestas обещает наладить безотходное производство ветрогенераторов к 2040 году.

Не осталась в стороне химическая и композитная промышленность — совместно с ветроэнергетическими корпорациями создана межотраслевая площадка, основой которой является ветроэнергетическое объединение WindEurope, Европейский совет химической промышленности Cefic и ассоциация EUCIA, производящая композитные материалы. Совместными усилиями корпорации ведут поиск новых способов утилизации и переработки лопастей ветряков.

Одним из важнейших направлений в сфере промышленной утилизации ветрогенераторов компании считают достаточное финансирование научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ. Значение этого направления сложно переоценить, так как оно позволит достичь технологического превосходства на этапе перехода к устойчивому электроэнергетическому комплексу.

Тем временем, Соединённые Штаты Америки тоже не стоят на месте — претворяются в жизнь несколько стартапов по вторичной переработке ветротурбинных лопастей, одним из которых является Global Fiberglass Solution. Участники объединения, функционирующего с 2009 года, занимаются изучением вопросов применения композитных материалов в различных отраслях промышленности. К примеру, на техасском заводе уже успешно используют метод разрушения лопастей с последующим прессованием их в плиты с древесноволокнистой структурой и пеллеты для строительной отрасли. Другие проекты предполагают использование композитов для производства ограждений и даже железнодорожных шпал. Ещё одно перспективное направление — создание гранулированного сырья из старых лопастей, которое в дальнейшем пойдёт на создание новых.

Композитный материал крайне устойчив не только к воздействиям окружающей среды — без утилизации он никуда не денется ещё тысячи лет

Ветропарки: защита климата в ущерб живой природе? | Анализ событий в политической жизни и обществе Германии | DW

Угольная электрогенерация, фрекинг для добычи природного газа, бурение нефтяных скважин… Такие темы сегодня все чаще выводят на улицы защитников окружающей среды. Но и возобновляемые источники энергии также могут быть весьма спорными — даже с точки зрения экоактивистов.

Рассказывая о том, что рядом с ее домом планируют вырубить лес под новый ветропарк, Габриэле Нихаус-Юбель (Gabriele Niehaus-Uebel), по ее собственным словам, ощущает бессилие, беспомощность и ярость. Она — лидер гражданской инициативы по борьбе со строительством 20-турбинной ветряной электростанции в федеральной земле Гессен.

Акция в защиту Хамбахского леса

Хотя планы по строительству этого объекта предусматривают вырубку менее двух процентов леса, Габриэль говорит, что это все равно разрушит «ранее нетронутую экосистему». Она сравнивает лесной массив в Гессене с уникальным Хамбахским лесом недалеко от Кельна, уже много лет находящимся под угрозой вырубки: концерн RWE планирует расширить свой угольный карьер. «Экологи и активисты там сражаются за каждое дерево, и об этом постоянно пишут в СМИ. Здесь у нас хотят вырубить 200 квадратных километров — и нигде ни слова об этом не говорят», — возмущается Нихаус-Юбель.

Использование энергии ветра будет расти

Спор по поводу целесообразности строительства ветряных электростанций в Германии идет уже много лет. «У ветроэнергетики всегда было много противников, — говорит генеральный секретарь Всемирной ветроэнергетической ассоциации (WWEA) Штефан Гзенгер (Stefan Gsänger). — И это нормально в условиях любых изменений, происходящих демократическим путем».

Как говорится на сайте объединения, возглавляемого Нихаус-Юбель, эта группа — лишь одна из примерно 1000 гражданских инициатив, выступающих против строительства ветропарков. Между тем ветроэнергетика позволяет частично удовлетворить растущий мировой спрос на электроэнергию. По оценкам экспертов, в ближайшие двадцать лет использование этого источника энергии возрастет на 30 процентов, снижая при этом темпы изменения климата.

У ветропарков есть немало противников

Специалисты WWEA утверждают, что ветряные турбины, введенные в эксплуатацию до конца 2018 года, способны удовлетворять около шести процентов мирового спроса на электроэнергию. При этом, как сообщает Международное агентство по возобновляемым источникам энергии, доля производства энергии на возобновляемых источниках вырастет с 25% в 2017 году до 85% к 2050 году — в основном за счет использования энергии солнца и ветра. И учитывая глобальные масштабы этих изменений, недооценивать влияние ветряных электростанций на окружающую среду было бы крайне недальновидно.

Опасность для птиц и летучих мышей

Особую опасность ветровые турбины представляют для птиц и летучих мышей. У хищных птиц, к примеру, при необычайной остроте зрения, есть и «мертвая зона»: наклоняя при поиске добычи голову вниз, они не видят того, что находится прямо по курсу, и если птица летит в сторону ветрогенератора, столкновение с его лопастями почти неизбежно. А летучие мыши становятся жертвами ветряка, даже с ним не сталкиваясь: приблизившись к нему менее чем на 100 метров, животные попадают в зону низкого давления и погибают от внутреннего кровоизлияния, вызванного резким расширением легких.

На юге Испании — в провинции Эстремадура — из-за ошибок на этапе планирования ветропарки были построены на пути миграций огромного количества перелетных птиц через Гибралтар. Этот факт, говорится в докладе испанского отделения орнитологического сообщества SEO BirdLife, может негативно отразиться на популяциях птиц всего северного полушария и угрожать отдельным редким видам, таким, как испанский королевский орел.

В ряде других исследований, впрочем, утверждается, что от столкновения с ветряными турбинами птицы гибнут гораздо реже, чем от других причин, связанных с деятельностью человека. В США, к примеру, чаще всего птицы становятся жертвами домашних кошек, сотни миллионов птиц ежегодно врезаются в окна высотных зданий и лобовые стекла движущихся автомобилей, десятки миллионов гибнут на линиях электропередач.

Однако испанские орнитологи из SEO BirdLife настаивают на том, что подобные исследования несовершенны, поскольку их выводы основаны на небольших размерах выборки. «Нельзя упускать из виду и тот факт, что даже невысокая смертность может иметь решающее значение для видов, находящихся под угрозой исчезновения, или с очень низким уровнем размножения», — говорится в отчете группы.

Как минимизировать опасность от ветряков для живой природы?

За пределами Европы — в Южной Африке — местное отделение орнитологического сообщества BirdLife недавно отпраздновало победу: благодаря его усилиям, в горном массиве Грут Винтерхоек примерно в 120 км от Кейптауна было отменено строительство ветропарка, появление которого могло бы стать угрозой для редких видов птиц. Южноафриканское отделение координирует работу Целевой группы по вопросам энергетики, созданной в соответствии с Конвенцией ООН по сохранению мигрирующих видов диких животных (CMS). Одной из ее задач является определение территорий, где можно строить объекты возобновляемой энергетики без вреда популяциям птиц.

Многие эксперты сходятся во мнении, что правильное расположение ветропарков и технологические усовершенствования в большинстве случаев позволят минимизировать опасность ветрогенераторов для биологического разнообразия. Довольно эффективным, на их взгляд, может стать выборочное отключение турбин в местах массового скопления перелетных птиц.

Выборочное отключение турбин уменьшает вероятность столкновения птиц с лопастями

Исследование 2012 года, опубликованное в ведущем международном журнале в области биологии и охраны природы Biological Conservation, зафиксировало 50-процентное снижение смертности стервятников на 13 ветряных электростанциях в Кадисе, на юге Испании, после того, как турбины стали выключать в момент приближения к ним птиц. Производство электроэнергии при этом снижалось всего на 0,7 процента в год.

Эксперты Американского института изучения природы ветра (AWWI) проанализировали случаи гибели птиц от столкновения с ветряными турбинами и пришли к выводу, что уменьшение скорости вращения лопастей при низкой скорости ветра может сократить число смертельных случаев на 50-87 процентов.

Кому должны принадлежать ветрогенераторы?

И хотя экологам не всегда удается предотвратить строительство ветропарков и свести к нулю их опасность для птиц и летучих мышей, эксперты убеждены в том, что отношение к ним будет более позитивным, если к дискуссиям, связанным с использованием альтернативных источников энергии, привлекать жителей тех регионов, где устанавливаются ветрогенераторы.

Позитивное отношение к ветровой электрогенерации можно сформировать, если «максимально вовлекать к обсуждению этой темы всех, на чью жизнь влияет строительство ветряных электростанций, и изначально гарантировать им максимально возможные права собственности и преимущества», — уверен генеральный секретарь Всемирной ветроэнергетической ассоциации (WWEA) Штефан Гзенгер.

В развивающихся странах, таких, как, к примеру, Мали, возобновляемые источники энергии играют особенно важную роль в преодолении бедности, и передача их в собственность местным общинам может изменить ситуацию к лучшему, убежден Гзенгер. «У людей была бы не только энергия, но и контроль над ней», — объясняет он.

В одном взгляды сторонника строительства ветряных электростанций Штефана Гзенгера и их активного противника Габриэле Нихаус-Юбель сходятся: если ветрогенераторы передать в собственность людям и позволить им принимать участие в решении всех важных вопросов, связанных с эксплуатацией, это поможет уменьшить негативное воздействие ветряных электростанций на окружающую среду. Ведь люди, которым принадлежит земля, любят и ценят ее больше, чем кто-либо другой.

______________

Подписывайтесь на наши каналы о России, Германии и Европе в | Twitter | Facebook | YouTube | Telegram

Смотрите также:

Альтернативные ландшафты Германии
Дисен-ам-Аммерзе (Бавария) • На прошлой июльской неделе мы опубликовали этот снимок из Баварии в нашей рубрике «Кадр за кадром» — причем, руководствуясь чисто эстетическими соображениями: не смогли пройти мимо столь живописного ландшафта. Публикация этого пейзажа с солнечными батареями вызвала оживленное обсуждение в соцсетях — о пользе и вреде возобновляемых источников энергии.
Альтернативные ландшафты Германии
Лемвердер (Нижней Саксония) • Поэтому сегодня продолжим тему солнечных панелей и ветряков на немецких просторах. На возобновляемые источники в Германии уже приходится более 40 процентов всего объема вырабатываемой электроэнергии.
Альтернативные ландшафты Германии
Ульм (Баден-Вюртемберг) • При этом официальная немецкая статистика в этих данных учитывает энергию ветра, солнца, воды, а также получаемую разными путями из биомассы и органической части домашних отходов.
Альтернативные ландшафты Германии
Якобсдорф (Бранденбург) • В 2018 году на наземные (оншорные) и морские (офшорные) ветроэнергетические установки и парки в Германии пришлась почти половина всего объема произведенной возобновляемой энергии — 41 % и 8 % соответственно.
Альтернативные ландшафты Германии
Пайц (Бранденбург) • Доля солнечных электростанций в этом возобновляемом энергетическом «коктейле» достигла 20 %.
Альтернативные ландшафты Германии
Юнде (Нижняя Саксония) • Ровно столько же, то есть 20 % пришлось на использование биомассы в качестве альтернативного источника электрической энергии. Еще три процента дает использование органической части домашних отходов.
Альтернативные ландшафты Германии
Хаймбах (Северный Рейн — Вестфалия) • Оставшиеся семь процентов возобновляемой энергии приходятся на ГЭС. Возможности для строительства гидроэлектростанций в Германии ограничены, но используются эти ресурсы уже очень давно. Эту электростанцию в регионе Айфель построили в 1905 году. Оснащенная современными турбинами, она исправно работает до сих пор.
Альтернативные ландшафты Германии
Халлиг Хооге (Шлезвиг-Гольштейн) • Для полноты картины приведем расклад по всем источникам в Германии за 2018 год: АЭС — 13,3 %, бурый уголь — 24,1 %, каменный уголь — 14,0 %, природный газ — 7,4 %, ГЭС — 3,2 %, ветер — 20,2%, солнце — 8,5 %, биомасса — 8,3 %.
Альтернативные ландшафты Германии
Гарцвайлер (Северный Рейн — Вестфалия) • В 2038 году в Германии намерены полностью отказаться от сжигания бурого угля для получения электроэнергии. Последний атомный реактор, согласно решению федерального правительства, должны вывести из эксплуатации в 2022 году. В прошлом году на АЭС и бурый уголь пришлось более 37 %, которые необходимо будет чем-то замещать.
Альтернативные ландшафты Германии
Сиверсдорф (Бранденбург) • По данным на конец 2018 года в Германии насчитывалось более 29 тысяч наземных ветроэнергетических турбин. В прибрежных морских водах Германии расположено еще около 1350 ветряков, однако более четырех десятков из них еще не были подключены в энергетическую сеть.
Альтернативные ландшафты Германии
Северное море (Шлезвиг-Гольштейн) • Серьезную проблему представляет необходимость строительства новых энергетических трасс для транспортировки энергии из северных регионов, где ветер дует чаще и сильнее (здесь много таких турбин), к потребителям в западные и южные части Германии.
Альтернативные ландшафты Германии
Лебус (Бранденбург) • Эти планы вызывают протесты жителей в тех густонаселенных регионах, по которым линии электропередач должны проходить. В некоторых местах люди требуют убирать высоковольтные ЛЭП под землю.
Альтернативные ландшафты Германии
Рюген (Мекленбург — Передняя Померания) • Планы установки новых ветроэнергетических турбин в разных регионах все чаще наталкиваются в Германии на сопротивление со стороны населения. Соответствующие судебные иски часто имеют успех, что уже заметно сказывается на годовых показателях роста отрасли — тем более, что подходящие места становится находить все труднее.
Альтернативные ландшафты Германии
Вормс (Рейнланд-Пфальц) • Согласно данным службы Deutsche WindGuard, в 2018 году в Германии было введено в эксплуатацию всего 743 новых ветряка. При этом предыдущий 2017 год оказался рекордным в истории развития этого вида возобновляемой энергии в ФРГ: почти 1849 новых установок.
Альтернативные ландшафты Германии
Дассов (Мекленбург — Передняя Померания) • Всего в Германии сейчас насчитывается около тысячи гражданских инициатив, выступающих против строительства новых ветряков. Их сторонники считают, что эти установки разрушают жизненное пространство птиц и летучих мышей, уродуют ландшафты, а инфразвук и прочий постоянный шум этих установок вредит здоровью людей, живущих по соседству.
Альтернативные ландшафты Германии
Восточная Фризия (Нижняя Саксония) • Эти инициативы требуют, в частности, в качестве альтернативы рассматривать газовые и паровые электростанции, повышать эффективность угольных станций, а также пересмотреть решение парламента и правительства Германии об отказе от атомной энергии.
Альтернативные ландшафты Германии
Зауэрланд (Северный Рейн — Вестфалия) • Представители отрасли обычно указывают на недоказанность негативного влияния инфразвука на здоровье. Что касается гибели птиц из-за ветровых установок, специалисты называют разные цифры, максимум — до 200 тысяч в год в целом по Германии. Для сравнения: в результате столкновений со стеклами окон и фасадов погибает около 18 миллионов птиц в год.
Альтернативные ландшафты Германии
Сиверсдорф (Бранденбург) • Летучих мышей гибнет более 100 тысяч в год (по некоторым оценкам, втрое больше) — не только от столкновений с лопастями, но и из-за травм, получаемых в результате завихрений воздуха, когда они пролетают рядом. Много гибнет во время сезонной миграции. Эксперты требуют учитывать эти факторы — в частности, отключать ветряки в часы особой активности летучих мышей.
Альтернативные ландшафты Германии
Бедбург-Хау (Северный Рейн — Вестфалия) • Правила выбора мест для ветряков регулируются земельными законами. Например, в Северном Рейне — Вестфалии минимальное расстояние до жилых построек составляет 1500 метров, в Тюрингии — 750 метров. В Баварии это расстояние вычисляется по формуле «Высота установки х 10», то есть, например, два километра между жилыми зданиями и двухсотметровым ветряком.
Альтернативные ландшафты Германии
Ренцов (Мекленбург — Передняя Померания) • Дискуссии о развитии возобновляемых источников энергии часто ведутся в Германии эмоционально и будут продолжаться в обозримом будущем. Чтобы повысить готовность населения видеть в окрестностях такие установки, предлагается, в частности, отчислять дополнительную часть доходов конкретным регионам на различные нужные и полезные для местных жителей проекты.
Автор: Максим Нелюбин

В Германии тестируют плавучий ветрогенератор для глубоких морей | Анализ событий в политической жизни и обществе Германии | DW

Сначала озеро, потом Балтийское море, затем тихоокеанское побережье Китая. Таков план испытаний новой технологии для получения возобновляемой энергии с помощью ветра. На севере Германии близ Бремерхафена энергетическая компания EnBW и инженерная фирма Aerodyn Engineering начали тестировать плавучий ветрогенератор. Точнее, его модель в масштабе 1:10. Проект получил название Nezzy2.

EnBW — специалист по морским ветропаркам

EnBW уже имеет немалый опыт в области морской ветроэнергетики. С 2011 года компания эксплуатирует на Балтике первый в Германии коммерческий морской ветропарк, состоящий из 21 ветрогенератора, в 2015 году недалеко от него вошел в строй значительно более крупный парк с 80 ветряками, с января 2020 года еще 87 мощных турбин в двух парках на Северном море обеспечивают «зеленой» электроэнергией статистически 710 тысяч домашних хозяйств.

Канцлер ФРГ Ангела Меркель облетает в 2011 году первый в Германии морской ветропарк Baltic 1

Компания намерена и дальше ускоренно развивать морскую ветроэнергетику, в том числе со своей французской дочерней компанией Valeco, поскольку в Германии на суше установка ветряков все чаще наталкивается на сопротивление местного населения. На море — другая проблема, техническая: ставить на дно ветрогенераторы экономически целесообразно при глубине не более 50 метров. Так что относительно мелкие Балтийское и Северное моря для этих целей подходят, но вот уже на атлантическом побережье Франции с имеющимися технологиями особо не развернешься.

Значит, нужны не стационарные, а плавучие ветряки. Их разработкой уже около десяти лет занимается созданная в 1997 году в городке Рендсбурге на севере Германии фирма Aerodyn Engineering, специализирующаяся на разработке технических решений для ветряков. Тестирование своего предыдущего проекта Nezzy она провела в 2018 году у глубоких тихоокеанских берегов Японии.

Nezzy2 бросит якорь в Китае

И вот теперь — проект Nezzy2, состоящий уже из двух соединенных друг с другом ветряков высотой в 18 метров. Они закреплены на плавающем бетонном фундаменте, который находится чуть ниже поверхности воды, так что со стороны видны только три удерживающих его на нужной глубине «поплавка». Фундамент закреплен на дне шестью якорями.

Стоящую на якорях конструкцию Nezzy2 держат на воде три «поплавка»

Два ветрогенератора делают плавучую конструкцию более стабильной, это доказали испытания модели в масштабе 1:36, успешно проведенные в специальной установке с искусственными волнами в Корке в Ирландии. Начавшийся теперь первый этап испытаний 18-метровой модели проходит в Германии на озере глубиной в 10 метров, что в масштабе 1:1 соответствовало бы 100 метрам. Поскольку здесь нет ни волн, ни течения, то тестируется главных образом работа самих ветрогенераторов.

Затем в течение двух с половиной месяцев модель Nezzy2 собираются испытывать в Балтийском море, после чего конструкцию полностью демонтируют, чтобы в конце 2021 года совместно с китайским партнером начать у берегов КНР испытания конечного варианта плавучего ветрогенератора высотой в 180 метров и общей мощностью в 15 МВт.

Плавучие ветропарки — это уже не фантастика

«Потенциал у новой технологии огромный. Ее можно будет применять в странах и на морских территориях с большими глубинами, что расширит возможности возобновляемой энергетики», — убеждена Ханна Кёниг (Hannah König), возглавляющая в EnBW отдел ветряной и морской техники.

«Мы убеждены, что Nezzy2 позволит мировой ветряной энергетике в будущем производить на море из ветра еще более выгодную электроэнергию», — указывает исполнительный директор Aerodyn Engineering Зёнке Зигфридсен (Sönke Siegfriedsen). Ведь плавучие ветряки будут монтировать на берегу, а потом уже готовую конструкцию просто буксировать на нужную позицию, что существенно дешевле установки посреди моря стационарного ветрогенератора.

Китай активно развивает ВИЭ. Этот морской ветропарк вблизи Шанхая был сооружен более десяти лет назад

Над плавучими ветрогенераторами работают сейчас далеко не только EnBW и Aerodyn Engineering. Наиболее известным проектом является Hywind Scotland — первый в мире плавучий ветропарк из пяти ветряков по 6 МВт, сооруженный в 2017 году в Северном море норвежским энергетическим концерном Equinor у берегов Шотландии. Схожие проекты с разными технологиями имеются в Португалии, Испании, Франции, Японии.

Так что плавающие в относительно глубоких водах Атлантического и Тихого океанов ветряки — это уже не фантастика, а начавшийся завтрашний день. EnBW стремится ускорить его приход, но при этом не забывает про «традиционные» ветропарки. Еще один мощностью в 900 МВт, в котором будет до 100 закрепленных на дне Северного моря башен, компания планирует соорудить к 2025 году.

Смотрите также:

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников
Электростанция из аккумуляторов
Как хранить в промышленных масштабах излишки электроэнергии, выработанной ветрогенераторами и солнечными панелями? Соединить как можно больше аккумуляторов! В Германии эту технологию с 2014 года отрабатывают в институте общества Фраунгофера в Магдебурге (фото). По соседству, в Шверине, тогда же заработала крупнейшая в Европе коммерческая аккумуляторная электростанция фирмы WEMAG мощностью 10 МВт.
Технологии хранения энергии из возобновляемых источников
Большие батареи на маленьком острове
Крупнейшие аккумуляторные электростанции действуют в США и странах Азии. А на карибском острове Синт-Эстатиус (Нидерландские Антилы) с помощью этой технологии резко снизили завоз топлива для дизельных электрогенераторов. Днем местных жителей, их около 4 тысяч, электричеством с 2016 года снабжает солнечная электростанция, а вечером и ночью — ее аккумуляторы, установленные фирмой из ФРГ.
Технологии хранения энергии из возобновляемых источников
Главное — хорошие насосы
Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) — старейшая и хорошо отработанная технология хранения электроэнергии. Когда она в избытке, электронасосы перекачивают воду из нижнего водоема в верхний. Когда она нужна, вода сбрасывается вниз и приводит в действие гидрогенератор. Однако далеко не везде можно найти подходящий водоем и нужный перепад высот. В Хердеке в Рурской области условия подходящие.
Технологии хранения энергии из возобновляемых источников
Место хранения — норвежские фьорды
Оптимальные природные условия для ГАЭС — в норвежских фьордах. Поэтому по такому кабелю с 2020 года подводная высоковольтная линия электропередачи NordLink длиной в 623 километра и мощностью в 1400 МВт будет перебрасывать излишки электроэнергии из ветропарков Северной Германии, где совершенно плоский рельеф, на скалистое побережье Норвегии. И там они будут храниться до востребования.
Технологии хранения энергии из возобновляемых источников
Электроэнергия превращается в газ
Избытки электроэнергии можно хранить в виде газа. Методом электролиза из обычной воды выделяется водород, который с помощью СО2 превращается в метан. Его закачивают в газохранилища или на месте используют для заправки автомобилей. Идея технологии Power-to-Gas родилась в 2008 году в ФРГ, сейчас здесь около 30 опытно-промышленных установок. На снимке — пилотный проект в Рапперсвиле (Швейцария).
Технологии хранения энергии из возобновляемых источников
Водород в сжиженном виде
Идея Power-to-Gas дала толчок разработкам в разных направлениях. Зачем, к примеру, превращать в метан полученный благодаря электролизу водород? Он и сам по себе отличное топливо! Но как транспортировать этот быстро воспламеняющийся газ? Ученые университета Эрлангена-Нюрнберга и фирма Hydrogenious Technologies разработали технологию его безопасной перевозки в цистернах с органической жидкостью.
Технологии хранения энергии из возобновляемых источников
В чем тут соль?
Соль тут в тех круглых резервуарах, которые установлены посреди солнечной электростанции на краю Сахары близ города Уарзазат в Марокко. Хранящаяся в них расплавленная соль выступает в роли аккумуляторной системы. Днем ее нагревают, а ночью используют накопленное тепло для производства водяного пара, подаваемого в турбину для производства электричества.
Технологии хранения энергии из возобновляемых источников
Каверна в роли подземной батарейки
На северо-западе Германии много каверн — пещер в соляных пластах. Одну из них энергетическая компания EWE и ученые университета Йены превратили в полигон для испытания технологии хранения электроэнергии в соляном растворе, обогащенном особыми полимерами, которые значительно повышают эффективность химических процессов. По сути дела, речь идет о попытке создать гигантскую подземную батарейку.
Технологии хранения энергии из возобновляемых источников
Крупнейший «кипятильник» Европы
Человечество давно уже использует тепло для производства электроэнергии. Возобновляемая энергетика поставила задачу, наоборот, превращать электричество, в том числе и избыточное, в тепло (Power-to-Heat). Строительство в Берлине крупнейшего «кипятильника» Европы мощностью 120 МВт для отопления 30 тысяч домашних хозяйств компания Vattenfall намерена завершить к концу 2019 года.
Технологии хранения энергии из возобновляемых источников
Накопители энергии на четырех колесах
Когда по дорогам мира будут бегать миллионы электромобилей с мощными аккумуляторными батареями, они превратятся в еще один крупный накопитель энергии из возобновляемых источников. Этому поспособствуют умные сети энергоснабжения (Smart grid): они будут стимулировать подзарядку по низким ценам в моменты избытка электричества. (На фото — заправка для электромобилей в Китае).
Автор: Андрей Гурков

Ветрогенератор Российского производства

Ветрогенератор — как альтернативный источник энергии, используется в качестве ветровой электростанции и служит для выработки электроэнергии в местах, где отсутствует централизованная электросеть или случаются частые перебои с электричеством. Для запаса электроэнергии и её дальнейшего использования используют аккумуляторы, которые постоянно подзаряжаются во время его работы.

Комплект ветрогенератора «Астр»

Ветрогенератор Астр 5W

Генератор 10W

Ротор

Хвост

Лопасти

Цена предоставляется по запросу

	«Астр» 6/1300 w Генератор – 1 шт. Редуктор — 1 шт. Ротор – 1 шт. Хвост — 1 шт. Лопасти – 1 комплект ( 6 шт.) Масса 36 кг	«Астр»5- 8/2000 w Генератор – 1 шт. Редуктор — 1 шт. Ротор – 1 шт. Хвост — 1 шт. Лопасти — 1 комплект ( 6-8шт.) Защита от урагана Масса 42 кг
	Купить	Купить	.

«Астр» 6/1300 w

Генератор – 1 шт.

Редуктор — 1 шт.

Ротор – 1 шт.

Хвост — 1 шт.

Лопасти – 1 комплект ( 6 шт.)

Масса 36 кг

«Астр»5- 8/2000 w

Генератор – 1 шт.

Редуктор — 1 шт.

Ротор – 1 шт.

Хвост — 1 шт.

Лопасти — 1 комплект ( 6-8шт.)

Защита от урагана

Масса 42 кг

Купить

Подробнее по телефону: +7 (921) 658-3878

Мачта Ветрогенератора складная (в рабочем положении)	Мачта Ветрогенератора складная (в положении для обслуживания)

Небольшая скорость вращения ветроколеса позволяет:

— устанавливать его на небольшой мачте (3,0 м) над крышей дома

— получить зарядку аккумулятора 12 вольт при меньшей скорости ветра

— не наносить вредит птицам и насекомым

Гарантия на ветрогенератор:

На основные узлы и агрегаты ветрогенератора установлена гарантия 1 год заводами-изготовителями.

Дополнительно Вам понадобятся:

— Мачта (высота мачты зависит от места, где будет стоять ваш ветрогенератор)

— Провод (длина зависит от высоты мачты и удалённости её подключения)

— Аккумуляторы (ёмкость зависит от выбранного вами типа ветрогенератора)

— Инвертор-преобразователь напряжения (мощность зависит от подключаемого оборудования и выходного напряжения ветрогенератора)

Интересуют подробности — звоните по телефону +7 (921) 658-3878

Восьмилопастной ветряной генератор начинает своё вращение уже при скорости ветра от 3,0 м/с, а электроэнергию начинает вырабатывать при скорости в 4-5,0 м/с, что уже позволяет заряжать аккумуляторные батареи.

Ветрогенераторы «Астр 6-8/1000» используются как источник электропитания для домов, дач, земельных участков, на которые не проведено или не подключено электроснабжение. Может использоваться для резервного электропитания. Цена на ветрогенератор зависит от выбранной Вами модели, (шести- или восьмилопастной), от выбора типа редуктора (страны-производителя). Срок изготовления ветрогенератора — две/три недели. Вы можете купить комплект ветрогенератора, собрать его своими руками и установить ветряк там, где он будет нужен именно вам.

Солнечный батарея в сочетании с ветрогенератором на 220 вольт дадут возможность бесперебойного питания зеленой, альтернативной энергии.

Ветрогенератор Астр 6/1300

Преимущества:

Работает ветрогенератор при малом ветре.

Небольшая скорость вращения ветроколеса

Автономность

Энергонезависимость

Простота обслуживания

Быстрые съём и установка в рабочее положение ветрогенератора (при складной мачте)

Не требует топлива

Не загрязняет окружающую среду

Лопасти ветрогенератора изготовлены из специальных алюминиевых сплавов, имеют профиль крыла, достаточно легко снимаются и устанавливаются обратно, регулируются. Восемь лопастей ветряного генератора позволяют ему стартовать несколько раньше, чем аналогичный с шестью лопастями, при этом прирост мощности составляет около 20% при слабых ветрах.

Купить ветрогенератор для частного дома вы можете у нас.Цена ветрогенератора для дома зависит выбранной мощности и диаметра ветроколеса

Посмотреть видео ветрогенератора в работе вы можете у нас на сайте

Испытания ветрогенератора при слабом ветре:

Мы постоянно совершенствуем наши ветрогенераторы и поэтому продукция может отличаться от представленной на сайте.

Производство ветроэнергетики и цепочка поставок

Рынок ветроэнергетики США за прошедшие годы существенно вырос и превратился во все более сложную цепочку поставок. В США более 500 производственных предприятий, специализирующихся на компонентах ветра, таких как лопасти, башни и генераторы, а также на сборке турбин по всей стране. Фактически, современные ветряные турбины становятся все более рентабельными, надежными и увеличиваются в размерах до нескольких мегаватт.Повышение производительности турбин поддержало развитие отечественной ветроэнергетики: экспорт ветряных турбин из США вырос с 16 миллионов долларов в 2007 году до более 100 миллионов долларов в год. Кроме того, с 1999 года средняя генерирующая мощность турбины увеличилась на 180% до 2 МВт.

Достижения в области композитных материалов, автоматизации и повышения эффективности производственных процессов помогли отечественным производителям значительно повысить производительность за последнее десятилетие. Цепочка ветроэнергетики, которая сложилась в Соединенных Штатах в последние годы, увеличила долю отечественных ветряных турбин, установленных в Соединенных Штатах, при этом более 80% сборки гондол и производства башен приходится на Соединенные Штаты для турбин, установленных здесь.

По мере роста размеров и сложности ветряных турбин растут требования к производственному процессу и затраты на транспортировку компонентов, что, в свою очередь, увеличивает потребность в местных производителях, которые могут решить технические и логистические проблемы. В настоящее время средняя ветряная турбина коммунального масштаба состоит примерно из 8000 деталей, включая лопасти длиной до 75 метров (250 футов) и башни высотой более 80 метров (262 футов), что примерно равно высоте Статуи Свободы. Новые башни делают еще выше, чтобы улавливать более сильный ветер на больших высотах.

На картах потенциальной мощности показаны земельные участки в Соединенных Штатах, которые могут быть подходящими (со средним коэффициентом мощности 35% или больше) для развития ветроэнергетики с использованием новых 110-метровых турбин и планируемых 140-метровых турбин. Необходимо разработать передовые технологии производства и сборки, чтобы энергия ветра могла распространяться на территории с неиспользованным потенциалом ветровых ресурсов.

Информация и факты о ветроэнергетике

Ветер — это движение воздуха из области высокого давления в область низкого давления.На самом деле ветер существует потому, что Солнце неравномерно нагревает поверхность Земли. Когда горячий воздух поднимается, более холодный воздух заполняет пустоту. Пока светит солнце, будет дуть ветер. А ветер издавна служил источником энергии для людей.

Древние мореплаватели ловили ветер парусами. Когда-то фермеры использовали ветряные мельницы для измельчения зерна и перекачивания воды. Сегодня все больше и больше ветряных турбин выжимают из ветра электричество. За последнее десятилетие использование ветряных турбин увеличивалось более чем на 25 процентов в год.Тем не менее, он обеспечивает лишь небольшую часть мировой энергии.

Погода на нашей планете может быть очень суровой — от волн тепла и града до тайфунов и торнадо. Узнайте, что заставляет природу высвободить свою ярость.

Как это работает

Большая часть энергии ветра вырабатывается турбинами, которые могут достигать высоты 20-этажного здания и иметь три лопасти длиной 200 футов (60 метров). Ветер вращает лопасти, которые вращают вал, соединенный с генератором, вырабатывающим электричество.

Самые большие ветряные турбины вырабатывают достаточно электроэнергии в год (около 12 мегаватт-часов) для снабжения около 600 домов в США. Ветряные электростанции имеют десятки, а иногда и сотни таких турбин, выстроенных вместе в особенно ветреных местах. Небольшие турбины, установленные на заднем дворе, могут производить достаточно электроэнергии для одного дома или небольшого предприятия.

Бурно развивающаяся ветроэнергетика

Ветер — это чистый источник возобновляемой энергии, не вызывающий загрязнения воздуха и воды. А поскольку ветер здесь бесплатный, эксплуатационные расходы после установки турбины практически равны нулю.Массовое производство и технический прогресс удешевляют турбины, и многие правительства предлагают налоговые льготы, чтобы стимулировать развитие ветроэнергетики.

К недостаткам относятся жалобы местных жителей на уродливые и шумные ветряные турбины. Медленно вращающиеся лезвия также могут убивать птиц и летучих мышей, но не так много, как автомобили, линии электропередач и высотные здания. Ветер тоже переменчив: если он не дует, электричество не вырабатывается.

Тем не менее, ветроэнергетика процветает.Благодаря глобальным усилиям по борьбе с изменением климата, таким как Парижское соглашение, возобновляемая энергия переживает бум роста, при этом энергия ветра лидирует. С 2000 по 2015 год совокупная ветровая мощность во всем мире увеличилась с 17 000 мегаватт до более чем 430 000 мегаватт. В 2015 году Китай также обогнал ЕС по количеству установленных ветряных турбин и продолжает лидировать в установке.

Отраслевые эксперты прогнозируют, что при сохранении таких темпов роста к 2050 году одна треть мировых потребностей в электроэнергии будет удовлетворяться за счет энергии ветра.

Стоит цена в миллион долларов в 2020 году?

Написано Дэном Блюеттом

Сколько будет стоить ветряк в 2020 году? Какими бы большими они ни были, не секрет, что эти ветряные монстры дороги.

В сегодняшней статье мы углубимся в цифры: сколько стоит ветряная турбина, действительно ли они окупаются со временем и стоят ли большие первоначальные инвестиции?

Сколько стоит ветряная турбина на начальном этапе?

Для коммерческих ветряных турбин ответ — миллионов долларов за турбину.

Ветряные турбины стоят лота , и, как таковые, инвестиции окупаются в течение длительного периода времени.

Турбины вырабатывают значительное количество электроэнергии и продают ее обратно местным энергетическим предприятиям, откуда она направляется в электросеть, используемую домами и предприятиями.

Распределение начальных затрат на ветряные турбины

2,6 — 4 миллиона долларов за коммерческую ветряную турбину среднего размера
- Типичная стоимость составляет 1 доллар.3 миллиона на мегаватт (МВт) производственной мощности
- Большинство коммерческих ветряных турбин имеют мощность 2-3 МВт, но морские турбины могут достигать 12 МВт
- Стоимость увеличивается с увеличением размера турбины, хотя есть Преимущества использования меньшего количества турбин большего размера — сложность и конструкция всей фермы значительно упрощаются за счет меньшего количества турбин большего размера.

Заинтересованы в энергии ветра? Ознакомьтесь с нашим подкастом об энергии ветра: Uptime

Слушайте время безотказной работы на любой платформе для подкастов

Расходы на техническое обслуживание ветряных турбин

После постройки техническое обслуживание — это постоянные расходы.

1-2 цента за произведенный киловатт-час, или
42000 — 48000 долларов в год

Расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание могут быть значительными, но все эти машины являются долгосрочными инвестициями, которые (надеюсь) окупаются время.

Исследование ветряных турбин с использованием данных из Германии показало, что эти затраты могут составлять в среднем 1-2 евроцента на производимый киловатт-час (кВтч).

В этой статье утверждается, что типичные затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание составляют 42 000–48 000 долларов в год в США, но это число также уменьшается по мере совершенствования технологий.

Это число растет по мере старения турбины, что неудивительно, учитывая износ и суровые условия, в которых работают эти машины.

Из чего состоят «Эксплуатация и техническое обслуживание»?

Эксплуатация и техническое обслуживание (ЭиТО) состоит из следующих частей:

Страхование
Аренда земли
Обслуживание, ремонт и запасные части
Административные задачи
Электроэнергия (для работы требуется немного электричества)
Разное

Эти периодические расходы не слишком значительны, а стоимость турбины значительно снизится. превзойти затраты на техническое обслуживание.

Ремонт может быть значительным редуктором мощности (подробнее об этом позже), а удары молнии по ветряным турбинам могут стать настоящей проблемой.

Хотя турбинные лопатки оставляют фактор с системой молниезащиты, часто они неадекватны.

Дополнительные слои молниезащиты особенно важны для морских ветряных турбин, где транспортировка рабочих для ремонта является дорогостоящей и требует много времени.

Такие изделия, как сегментированные молниеотводы, могут обеспечить дополнительную защиту ветряных турбин от разряда молнии.

Сколько электроэнергии вырабатывает ветряная турбина?

Мы покрыли расходы, поэтому теперь давайте перейдем к большому вопросу: сколько электроэнергии вырабатывает ветряная турбина?

Ветровые турбины имеют мощность в мегаваттах (МВт), что указывает на их способность вырабатывать электроэнергию.

Один мегаватт = 1 000 000 ватт мощности.

Один мегаватт может обеспечить электричеством около 1000 домов в месяц, но в действительности ветряные турбины и близко не достигают своей номинальной мощности из-за изменения скорости ветра.

Размер ветряной турбины влияет на выработку электроэнергии

Ветряные турбины стоят тем больше, чем больше они становятся, но они производят больше электроэнергии с более крупными гондолами и лопастями турбины.

В 2019 году сообщалось, что средний диаметр ротора увеличился до 129 метров (423 фута).

Стандартные размеры коммерческих ветряных турбин в мегаваттах:

Морские ветряные электростанции выбирают более крупные ветряные турбины отчасти из-за высокой стоимости их установки и транспортировки электроэнергии, а также из-за повышения эффективности, которую они получают при постоянной более высокой скорости ветра.

Предпочтительнее строить одну турбину, чем множество меньших, потому что нужно строить меньше башен и наземных систем анкерного крепления, что делает все менее сложным.

Скорость и направление ветра влияют на «коэффициент мощности» в производстве электроэнергии

При полной скорости ветра турбина может работать на полную мощность. Если турбина рассчитана на 2,5 МВт, то при максимальной скорости ветра она будет выдавать 2,5 МВт мощности.

Тем не менее, все мы знаем, что ветер никогда не бывает постоянным.

Поскольку ветер стихает, меняет направление и т. Д., Общие средние значения будут намного ниже, обычно в диапазоне 30-40% для береговых ветряных турбин и до 65% (иногда выше в редких случаях) для морских турбин.

Самая большая ветряная турбина: турбина GE Haliade-X 12 МВт

GE Haliade-X… безумен.

Эта огромная ветряная турбина является первой, предлагающей мощность 12 МВт, с лопастями длиной 107 м (351 фут) и общей площадью основания, достигающей 260 м (853 фута) в небе.

Турбины такого размера обычно используются на море, где скорость ветра постоянно намного выше и передача мощности более сложна. Меньшее количество турбин большего размера = более легкая передача энергии, меньшее количество кабелей на большие расстояния и более простая система в целом.
Если вам интересно, как эти турбины остаются в вертикальном положении на сумасшедших волнах и уносятся в море, ознакомьтесь с этой статьей с отличными иллюстрациями.
Сколько денег вырабатывает ветряная турбина за счет вырабатываемой электроэнергии?
Помните, что ветряная турбина имеет максимальную номинальную мощность (например, 4 мегаватта), но она будет вырабатывать электроэнергию только с «коэффициентом мощности» или «коэффициентом нагрузки», который составляет процент от этого максимума.
В приведенной ниже таблице вы найдете некоторые числа, основанные на типичной продажной цене (данные за 2019 год) на электроэнергию, производимую ветряными турбинами. Эта энергия продается обратно в электросеть коммунальных предприятий, и цена снижается по мере совершенствования турбинной техники.
Эта продажа электроэнергии — это то, как ветряные турбины окупаются и создают возобновляемую энергию.
Мы, , хотим, чтобы эта мощность была дешевой, и она движется в правильном направлении.
Цель состоит в том, чтобы турбины производили более высокий коэффициент мощности, что означает, что они производят больше электроэнергии за время работы.
Нужна молниезащита для ветряной турбины?
Наши сегментные молниеотводы для ветряных турбин StrikeTape — самые надежные и высокопроизводительные изделия в мире. Расходы на техническое обслуживание ветряных турбин стремительно растут при постоянном повреждении их ударами молнии, поэтому защитите свои турбины наилучшим образом.
Используйте молниезащиту StrikeTape на своей ветровой электростанции.
Больше вопросов и ответов о ветряных турбинах
Ознакомьтесь с нашими распространенными вопросами о ветряных турбинах ниже, в том числе о стоимости, характеристиках и многом другом.
Если у вас есть вопрос, оставьте его ниже, и мы дополним эту статью нашим ответом!
Какова высота ветряной турбины?
Башни большинства коммерческих ветряных турбин имеют высоту 200-260 футов. Лезвия, часто более 100 футов в длину, при пересчете на общую высоту увеличивают число до 300.Лопасти ветряной турбины модели Gamesa G87 достигают высоты 399 футов.
Как быстро вращается ветряная турбина?
Скорость кончиков лопастей ветряных турбин обычно колеблется от 120 до 180 миль в час, хотя они меняются в зависимости от ветровых условий. Из-за своего огромного размера (с лезвиями более 100 футов) они выглядят так, как будто вращаются медленно, тогда как на самом деле скорость острия лезвия очень и очень высока.
Сколько стоит ветряк?
1 300 000 долларов США за мегаватт. Типичная ветряная турбина имеет мощность 2–3 МВт, поэтому стоимость большинства турбин составляет 2–4 миллиона долларов. Согласно исследованиям эксплуатационных расходов ветряных турбин, эксплуатация и техническое обслуживание обходятся дополнительно от 42 000 до 48 000 долларов в год.
Производят ли небольшие ветряные турбины для частных домов?
Они это делают, и эти небольшие турбины теперь могут стоить менее 1000 долларов.Производство энергии будет сильно различаться в зависимости от размера, характеристик и ветровых условий дома человека, а некоторые дома могут вообще не подходить для установки турбины. Есть причина, по которой ветряные электростанции тщательно размещаются в условиях сильного ветра, часто в суровых условиях — сильные ветры случаются в местах, где люди часто не хотят жить. Если в вашем доме не дует постоянный сильный ветер, возможно, нет финансового смысла устанавливать какой-либо тип ветряной турбины.
Попадаются ли в птиц лопасти ветряных турбин?
Сколько домов можно привести в действие одной ветряной турбиной?
Хотя это число может сильно варьироваться в зависимости от таких факторов, как размер, ветровые условия, ремонт и длина лопастей, типичная ветряная турбина может обеспечить электроэнергией 1000–2000 домов за один год.Один мегаватт мощности по производству энергии будет обеспечивать электроэнергию около 1000 домов, а многие береговые ветряные турбины имеют мощность 2–3 МВт.
Какой коэффициент мощности у ветряных турбин?
Коэффициент мощности или коэффициент нагрузки — это фактическая выработка электроэнергии с течением времени, а не теоретический максимум, который может производить турбина. Потому что ветряные турбины не могут постоянно поддерживать пиковую производительность (даже близко) из-за меняющихся ветровых условий, простоев для обслуживания и т. Д.- важно учитывать фактор мощности, определяющий, сколько ожидаемой мощности турбина будет производить в течение года или более.
Современные ветряные турбины: проблема смазки
Ветровые турбины использовались в той или иной форме в течение последних 7000 лет. Варианты энергии, генерируемой ветряными турбинами, помогали древним египтянам продвигать грузовые суда по реке Нил. Ветряные турбины использовались в Персии, современном Иране, для измельчения зерна.Эти ранние конструкции с вертикальным валом были предшественниками конструкций, которые в конечном итоге были приняты для использования в Европе и Америке во втором тысячелетии.
Путешествие и торговля принесли эту концепцию в Европу, и к 11 веку голландцы усовершенствовали и адаптировали ветряную турбину в основном для осушения озер и болот, помогая вернуть Голландию у моря. В начале 19 века ветряные турбины использовались по всей Европе для перекачки воды.
Хотя к 1950-м годам центральная электросеть широко использовалась в Соединенных Штатах для подачи электроэнергии в основном на фермы, она была расширена почти до каждого дома в Америке, что фактически приостановило разработку ветряных турбин.
В начале 1900-х годов ветряные турбины были основным экспортным товаром США. Однако с быстрым развитием альтернативных источников энергии на основе угля и нефти интерес к вариантам энергии ветра снизился.
Только после нефтяного эмбарго Организации стран-экспортеров нефти (ОПЕК) в 1970-х годах и повышения цен на нефть мир снова серьезно заинтересовался этим природным источником энергии. Рост рынка ветроэнергетики сейчас происходит в Северной Америке, Европе и Азии после 30-процентного роста установок в течение 1980-х и 1990-х годов.
В настоящее время Германия является ведущим рынком в мире и страной с крупнейшей базой ветроэнергетики: Испания и Дания вместе составляют примерно две трети производства Германии, а Соединенные Штаты — примерно половину. Большая часть ветряных турбин в Соединенных Штатах сосредоточена в Калифорнии, где установлено более 17 000 машин мощностью от 30 до 350 киловатт каждая.
Рейтинг ветряных турбин
Ветровые турбины имеют номинальную мощность, часто называемую паспортной мощностью.Например, 750 кВт означает, что ветряная турбина будет производить 750 киловатт (кВт) энергии за час работы при работе с максимальной производительностью (см. Таблицу 1 для преобразований).
Ветровые турбины вырабатывают от 0,75 МВт до 2,50 МВт в соответствии с их проектными пределами. Корпорация Flender, крупный международный производитель приводных систем и компонентов, стремится разработать усовершенствованную ветряную турбину мощностью от четырех до пяти МВт.
Ветровые турбины обычно работают около 75 процентов в год, но работают на максимальной номинальной мощности только в течение ограниченного количества часов в году.Чтобы узнать, сколько энергии производят ветряные турбины, необходимо знать распределение скоростей ветра для каждой турбины.
В случае Испании средние ветряные турбины будут давать 2300 часов работы при полной нагрузке в год. Чтобы получить общее производство энергии, умножьте 3337 МВт установленной базовой мощности на количество часов эксплуатации (3337 x 2300 = 7 675 100 МВтч), чтобы получить общую мощность, которая составляет 7,7 Тераватт (ТВтч) энергии.
Для сравнения: общая установленная мощность ветроэнергетики в мире составляет около 25 000 МВт, что эквивалентно примерно 10 000 крупных ветряных турбин.Сто пятьдесят таких больших машин могут сравниться с мощностью атомной электростанции.
В 2001 г. в Европе было произведено 17 000 МВт генерирующей мощности (TW = установленная база x среднее количество часов работы на единицу при полной нагрузке). Этой энергии достаточно для содержания 10 миллионов средних домов. Для выработки эквивалентной энергии от угольных турбин потребуется шестнадцать миллионов тонн угля. Сжигание такого количества угля также приведет к выбросу 24 миллионов тонн CO2.
Основные компоненты
Ключевыми механическими и энергетическими элементами ветряной турбины являются редуктор и генератор, к которому он прикреплен.Различные конструкции ветряных турбин включают оригинальные голландские ветряные мельницы старых времен до странных обручальных турбин Дарье «взбивания яиц». Для этого объяснения мы рассмотрим типичную ветряную турбину пропеллерного типа (рис. 1).

Рис. 1. Ветряная турбина пропеллерного типа
Проще говоря, пропеллер ветряной турбины улавливает энергию ветра, которая вращает вал, который приводит в действие генератор и вырабатывает электричество.
Следующие структурные компоненты составляют большинство современных ветряных турбин наряду с системами, которые помогают им эксплуатировать наиболее эффективно:
Башня поднимает узел турбины над турбулентными воздушными потоками у земли.Инновационная конструкция башен позволяет строить башни с меньшими затратами с увеличением высоты до более чем 300 футов.
Лопасти, которые вращаются на ветру и приводят в движение турбогенератор вместе со ступицей, называются ротором. Турбина с электрическим генератором мощностью 600 кВт обычно будет иметь диаметр ротора 44 метра (144 фута), но более новые конструкции имеют размах лопастей 75 метров.
Ротор присоединяется к гондоле, которая находится наверху башни и включает в себя редуктор, генератор, контроллер и тормоз.Крышка защищает компоненты внутри гондолы. Вся гондола поворачивается, чтобы поддерживать точечный контакт с меняющимся ветром.
Привод рыскания с помощью компьютерного управления удерживает гондолу направленной против ветра. Лопасти поворачиваются или наклоняются против ветра, чтобы ротор не вращался при ветре, слишком сильном или слишком низком для выработки электричества.
Дисковый тормоз, который может приводиться в действие механически, электрически или гидравлически, используется для остановки ротора в аварийных ситуациях или при слишком высокой температуре.Современные турбины имеют системы защиты, предотвращающие повреждение при чрезмерно сильном ветре.
Генератор обычно представляет собой стандартный индукционный генератор, который вырабатывает электричество переменного тока с периодом 50 или 60 циклов. Электроэнергия передается в хранилище, экспортируется в сеть или напрямую подключается к приложению. Используются генераторы с регулируемой скоростью, которые могут работать в непостоянных ветровых условиях.
Контроллер ветряной турбины оценивает ветровые условия и регулирует работу турбины, чтобы максимизировать количество вырабатываемой энергии, одновременно защищая ее от износа.Эти интеллектуальные контроллеры запускают машины, когда скорость ветра достигает от 8 до 16 миль в час (миль в час), и выключают машину, когда скорость ветра достигает примерно 65 миль в час.
Некоторые турбины сконфигурированы для передачи данных о рабочем и механическом состоянии в центр управления для наблюдения и анализа.
Шестерни соединяют низкоскоростной вал с высокоскоростным валом и увеличивают скорость вращения от примерно 40 до 60 оборотов в минуту (об / мин) до примерно 1500–1800 об / мин, скорости вращения, необходимой большинству генераторов для производства электроэнергии.Для этого требуются массивные шестерни и валы. Например, в ветряной турбине мощностью 3,2 МВт входной крутящий момент составляет 2,5 миллиона Н · м.
Надежность
Учитывая экстремальные экологические и механические нагрузки, которые должны выдерживать ветряные турбины, их надежность впечатляет. Это намного выше, чем у большинства традиционных технологий генерации, и обширные исследования показывают, что лучшие производители турбин неизменно достигают доступности — обычно используемого эксплуатационного показателя надежности — более 98 процентов.
Структурные и механические отказы (которые могут привести к обрушению башни) в первую очередь связаны с ошибками системы управления и отсутствием эффективного обслуживания.
Многие отказы в полевых условиях являются следствием выхода из строя подшипников коробки передач. Считается, что этот тип неисправности напрямую связан с плохой смазкой и отсутствием текущего обслуживания.
Подшипники в редукторе ветряной турбины должны выдерживать чрезвычайно высокие нагрузки, и критерии рабочих характеристик подшипников в редукторе будут разными.В некоторых условиях эксплуатации требуется выдерживать нагрузки среднего размера на низких скоростях, в то время как в других местах подшипники должны выдерживать гораздо меньшие нагрузки, но при гораздо более высоких скоростях.
Условия высокой нагрузки / низкой скорости, возникающие при слабом ветре, могут привести к разрыву смазочной пленки, которая обычно требуется для длительного срока службы подшипников. Это было выявлено разработчиками и будет исправлено в ходе испытаний подшипников для будущих спецификаций трансмиссионного масла для ветряных турбин.
Текущее обслуживание и повторная смазка
Коробка передач расположена там, где дует самый сильный ветер — на высоте 300 футов. Кроме того, морские установки находятся в неспокойном море. Инженеру придется подняться на башню по внутренней лестнице (или в некоторых случаях на лифте), что является сложной и специализированной работой.
Многие подшипники смазываются автоматической системой смазки. Специальный масляный фильтр коробки передач, отдельный от обычной системы охлаждения масла, обеспечивает высокую чистоту масла.Это ключевой фактор в пустыне или засушливых условиях, когда переносимая по воздуху пыль может попадать в редукторы, действовать как абразив и в конечном итоге приводить к (трехчастным) контактным усталостным повреждениям.
Тем не менее, интервалы замены масла составляли от 8 до 12 месяцев, при этом один крупный производитель только что увеличил интервал до 16 месяцев после шестилетней полевой оценки смазочных материалов. Ожидания от масел нового поколения для морских применений могут заключаться в межремонтном интервале до трех лет.
Тенденции в отношении смазочных материалов для ветряных турбин
Большинство производителей редукторов ветряных турбин составили или находятся в процессе составления новых спецификаций смазочных материалов. Эти спецификации более строгие, чем для промышленных редукторов, и более точно отражают реальные условия эксплуатации, включая условия низких температур.
Ожидаемые рабочие характеристики смазочных материалов, используемых в морских ветряных турбинах, выше из-за требований к увеличению срока службы.Некоторые новые тенденции и меры включают:
Все производители редукторов требуют проведения испытания подшипников FAG FE 8, которое является частью стандарта DIN 51517, часть III. Другие испытания подшипников также находятся на стадии оценки для включения в новые спецификации масла.
Наблюдается переход к синтетическим составам (на основе PAO / сложных эфиров, сложных эфиров и PAG). Синтетические масла обеспечивают более длительный срок службы и, следовательно, уменьшают необходимость замены масла.
ПАО (поли альфа-олефин) обеспечивают отличный индекс вязкости и низкую температуру застывания.Эти свойства делают их предпочтительными для применений, характеризующихся широким диапазоном рабочих температур.
Смесь ПАО / сложного эфира. Были проблемы с гидролизом (разложение в присутствии воды), что делало выбор гидролитически стабильных продуктов критической проблемой.
PAG (полиалкаленгликоль) обладают повышенной устойчивостью к микропиттингу, но имеют проблемы совместимости с покрытиями и материалом уплотнения.
Новые спецификации совместимости масел для красок, лаков, герметиков и подшипниковых материалов.
Новые испытания уплотнений с увеличенным сроком службы как для статических, так и для динамических уплотнений.
Тест SKF Emcor на ржавчину оценивается, чтобы включить тестирование с соленой водой.
Д-р Хелен Райан, руководитель отдела глобального промышленного развития компании Ethyl Petroleum Additives, сказала: «Тесты, проводимые производителями редукторов, являются известными организациями, и уже существуют технологии, отвечающие этим требованиям. Именно включение новых испытаний подшипников, которые оценивают не только износ подшипников и сепараторов подшипников, но также коррозионную питтинг и окрашивание подшипников, приведет к изменению парадигмы в том, как формулируются промышленные смазочные материалы для зубчатых передач.
Для предотвращения такого типа повреждения подшипников потребуется отказаться от очень активных и агрессивных противозадирных присадок. Лучшее трансмиссионное масло для ветряных турбин должно обладать термической стабильностью гидравлического масла высшего уровня в сочетании с противозадирными свойствами современных трансмиссионных масел. Кроме того, компоненты, добавленные для предотвращения микропиттинга, должны быть тщательно отобраны, чтобы обеспечить сбалансированную поверхностную активность ».
Последствия для будущего
В связи с последней тенденцией, связанной с парками морских ветряных турбин, доступ к ним даже сложнее, чем на суше, поэтому упреждающее прогнозирование срока службы смазочных материалов становится новой стратегией технического обслуживания, а не реактивной стратегией, основанной на измерении кислотного числа и вязкости.
Операторы турбин, аналитические лаборатории и производители компонентов сотрудничают в разработке методов, характеризующих условия эксплуатации смазочных материалов для решения новых задач. Например, производитель подшипников SKF обратился к компании Fluitec с просьбой о разработке процедуры испытаний смазочных материалов и пластичных смазок для подшипников в процессе эксплуатации, которые можно было бы рекомендовать клиентам (SKF), чтобы спрогнозировать оставшийся срок службы смазочного материала.
Еще одним совместным усилием была создана система мониторинга действующих смазочных материалов для ветряных турбин, которая обнаруживает и отслеживает остаточную концентрацию антиоксидантов.В качестве быстрой проверки состояния жидкости операторы турбины должны как минимум измерить: чистоту (загрязнение по классу ISO), степень окисления, воду и вязкость.
Анализируя эти четыре основных параметра, можно за короткое время получить доступ к 90% информации о смазочных материалах и компонентах на месте. Также ключевое значение имеет контроль качества поступающих партий масла. При заправке новой консистентной смазкой и смазочными материалами важно контролировать качество и следить за тем, чтобы в резервуар было добавлено правильное масло, чтобы избежать смешивания и образования отложений в коробке передач.
«На сегодняшний день мы наблюдаем очень плохие процедуры технического обслуживания в полевых условиях. Их придется кардинально изменить, особенно для больших размеров ветряных турбин и коробок передач, где быстро будут происходить повышенные окислительные нагрузки и износ », — сказал Джо Амей, менеджер по глобальным продажам и маркетингу Fluitec International.
Ветры перемен
Какие выводы можно сделать в отношении общей смазки машинного оборудования, исходя из задачи поддержания эффективных условий смазки в современной ветряной турбине? Смазка для ветряных турбин существует в самых крайних случаях применения в промышленных редукторах с точки зрения температуры, веса нагрузки, износа подшипников, технического обслуживания, доступности и основных смазочных характеристик.
Все чаще для морских применений разрабатываются синтетические и биоразлагаемые жидкости. Кроме того, спецификации трансмиссионных масел для турбин начинают отражать потребность в более высоких характеристиках смазочных материалов за счет испытаний на повышенную стойкость к окислению и коррозии, а также на улучшенные подшипники и долгосрочную работу.
Ветроэнергетика — быстроразвивающаяся отрасль. Развитие смазочных материалов для этого механического применения продвигается аналогичными темпами.Игроки, разрабатывающие смазочные материалы и стратегии технического обслуживания для этого «экстремального» применения, прокладывают путь к новому стандарту смазки зубчатых передач и подшипников.
Фотографии любезно предоставлены Nordex GmbH.
Ветряные турбины и возобновляемые источники энергии
Системы ветряных турбин являются источником возобновляемой энергии.Они больше всего подходят для ветреной сельской местности.
На этой странице:
Конфигурация системы ветрогенератора
Мощность системы ветрогенератора
Скорость ветра и мощность
Контроль отключения
Факторы, влияющие на мощность генерации
Установка системы ветрогенератора
Подключение к электросети
ветер загрязнение генератора.
В оптимальных условиях эффективность ветрогенератора по преобразованию энергии в электричество составляет около 45%, хотя исследования Новой Зеландии показывают, что эффективность 1040% чаще встречается в повседневной работе.
Исследования показали, что средняя скорость ветра в конкретном месте должна превышать не менее 68 метров в секунду (м / с), чтобы небольшая ветряная турбина была экономически жизнеспособной.
При рассмотрении затрат и экономической целесообразности имейте в виду, что дополнительные затраты на согласование затрат, фрахта, бетонного фундамента, электропроводки могут быть эквивалентны 3080 процентам стоимости самой турбины. Турбина мощностью 2 кВт может стоить около 2030 000 долларов США, включая монтаж. Затраты на техническое обслуживание также следует учитывать, как правило, ветряные турбины имеют более высокие требования к техническому обслуживанию, чем, например, фотоэлектрические системы.Некоторые расчеты показали, что во многих случаях солнечная электрическая система, вероятно, будет более рентабельной, чем ветряная турбина. По данным Управления электроэнергетики, в последние годы почти не устанавливались бытовые или небольшие ветряные генераторы.
Они больше подходят для удаленных мест, так как могут создавать шум и могут считаться неприглядными.
Турбины могут не работать в городских условиях, потому что препятствия, такие как здания, делают ветер резким и неустойчивым.
Конфигурация системы ветрогенератора
Типовая ветряная турбина для выработки электроэнергии
Компоненты ветряной турбины
Ветряная турбина включает:
лопастей турбины пропеллеры с двумя, тремя или пятью лопастями, установленными на горизонтальном валу (это дает более высокую мощность, чем когда они установлены на вертикальном валу) и изготовленные из легкого материала, такого как углеродное волокно, стекловолокно или дерево, достаточно прочное, чтобы противостоять силам ветра.
хвостовая часть обычно представляет собой плавник, который вращает корпус ветрогенератора, чтобы повернуть турбину в направлении ветра, с плавником прямо по ветру
Электроэнергия переменного тока генератора переменного тока вырабатывается обмотками ротора, соединенными с валом от турбины
выпрямитель преобразует переменный ток в постоянный ток для электричества, которое направляется в аккумуляторную систему (выпрямитель может быть расположен в генераторе переменного тока или в отдельном блоке управления вдали от башни)
электрические кабели передают электричество от генератора к система электроснабжения или аккумуляторов
контактные кольца предотвращают скручивание кабелей, поскольку в противном случае они будут скручиваться внутри башни при вращении корпуса турбины
Электроэлемент всегда вырабатывается, когда турбина вращается, поэтому, если мощность превышает емкость накопителя , он должен быть перенаправлен на фиктивную нагрузку (обычно электрический элемент, который сильно нагревается) или продан (если это разрешено в t plan) розничному торговцу электроэнергией
башня Конструкция (обычно из стали, бетона или дерева), которая удерживает турбину высоко в воздухе и позволяет узлу турбины наверху вращаться против ветра для жилых помещений, обычно это мачта Стойка с растяжками
растяжка удерживает опору мачты в рабочем положении
Стойка и лебедка позволяют опускать турбину для обслуживания
Бетонный фундамент для турбины мощностью 23 кВт на вышке 1015 м обычно требуется 35 м ³ фундамент железобетонный.
Мощность ветрогенератора
Ветрогенераторы обычно рассчитаны на 13 кВт. Это обычно обеспечивает от одной трети до половины потребности жилого дома в электроэнергии, в зависимости от местных ветровых условий и энергопотребления дома. В открытом месте генератор такого размера может обеспечить все потребности в электроэнергии и обеспечить ее избыток. Ветряные генераторы большего размера доступны для фермерских хозяйств и сельских населенных пунктов. Фактическая выходная мощность турбины обычно составляет от 25% до 30% от номинальной теоретической максимальной мощности.Выходная мощность ветрогенератора обычно рассчитывается на указанную скорость ветра, а номинальная скорость ветра может варьироваться в зависимости от системы и производителя.
Мощность ветряных генераторов по выработке электроэнергии прямо пропорциональна количеству используемого ветра, которое само по себе является функцией скорости ветра и чистоты.
Скорость и сила ветра
Плотность энергии ветра — это количество ватт электроэнергии, производимой на квадратный метр воздушного пространства (Вт / м).Это значение обычно дается на высоте 10 или 50 м над землей.
В целом, доступная мощность ветровой генерации определяется средней скоростью ветра в течение года для каждого местоположения. Вокруг Новой Зеландии средняя скорость ветра обычно выше в регионах:
вдоль побережья между Северным и Южным островами
в горных хребтах и непосредственно к востоку от них
к вершинам хребтов или верховьям долин.
Для больших турбин увеличение скорости ветра приводит к значительно большему увеличению выхода энергии, когда скорость ветра удваивается, вырабатываемая энергия может увеличиваться до восьми раз.Однако исследования в Новой Зеландии с небольшими домашними турбинами показали, что увеличение обычно более линейное, когда скорость ветра удваивается, вырабатываемая энергия удваивается.
Скорость ветра колеблется, что влияет на мощность производства ветровой электроэнергии и рабочие характеристики. В целом, скорости ветра следующие:
Минимум 8 км / ч (2 м / с) требуется для запуска большинства малых ветряных турбин.
12,6 км / ч (3,5 м / с) — это типичная скорость включения, когда небольшая турбина начинает вырабатывать энергию.
3654 км / ч (1015 м / с) производит максимальную мощность.
На максимальной скорости 90 км / ч (25 м / с) турбина останавливается или тормозит (скорость отключения).
Энергию ветра на участке можно получить с помощью измерительного прибора, установленного на опоре на высоте будущего ветрогенератора. Сбор данных за целый год, как правило, нецелесообразен, поэтому можно взять данные за пару месяцев и сравнить с данными местной метеостанции, а затем экстраполировать на год. К устройствам относятся:
анемометр, дающий среднесуточную скорость ветра
сумматор ветра, дающий мгновенную скорость ветра и общий ветер за длительный период.
Элементы управления отключением
Доступны следующие варианты управления вырезом:
задействовать тормоз, чтобы полностью остановить турбину и повернуть лопасти (уменьшить их угол по отношению к ветру), чтобы повернуть ее в сторону от ветра
наклонить назад или лечь на турбина (это называется регулированием наклона вверх)
Управлять турбиной от ветра за счет аэродинамики и силы тяжести (это известно как autofurl)
регулировать скорость вращения с помощью воздушного тормоза для получения постоянной мощности
опускать лопасти (уменьшите их угол к ветру), чтобы уменьшить скорость турбины.
Факторы, влияющие на генерирующую мощность
Производительность системы зависит от ее эффективности при преобразовании давления ветра в инерцию вращения турбины. Данные должны быть доступны у поставщика системы. Это увеличивается с:
больший диаметр турбины, большая площадь лопастей турбины, на которую ветер может воздействовать, а также больший риск навязчивого шума ветер постоянный или приходит в короткие периоды высокой скорости
меньшие потери на трение в узле вала турбины.
Генерирующая мощность снизится, если турбина расположена:
ниже скорости ветра скорость ветра увеличивается с высотой над землей, рекомендуется минимум 10 метров
в турбулентном воздушном пространстве с подветренной стороны от препятствия (например, деревья, холмы, здания, сооружения) турбулентность с подветренной стороны будет увеличиваться в два раза по высоте препятствия на расстоянии, примерно в 20 раз превышающем высоту препятствия
, на расстоянии от препятствия с наветренной стороны, которое более чем в 10 раз превышает высоту препятствий.
Расположение ветряной турбины
Ветровые турбины работают лучше всего, когда нет турбулентного потока воздуха для привода лопастей турбины.
Установка ветрогенератора
Система ветряных генераторов:
потребует согласия на строительство и согласия ресурсов.
следует установить в пределах 100 м от системы электроснабжения или накопления, чтобы уменьшить потери в линии.
должен выдерживать ветровые и сейсмические нагрузки.
обычно имеет бетонную опору для башни (и каждую растяжку)
должна иметь гашение вибраций в башне (от вращающих сил турбины), если она соединена со зданием
должна иметь защиту от крупных животных на уровне земли, которым они любят царапаться на опоре и растяжках
должны быть установлены молниеотводы для защиты электронных компонентов от ударов молнии.
требуется достаточная площадь для опускания и подъема опоры при техническом обслуживании и ремонте.
Удовлетворение спроса на электроэнергию
Электроэнергия от ветрогенератора может быть доступна в любое время дня, но уровни выходной мощности будут варьироваться в зависимости от скорости ветра. Избыточный выход, генерируемый как переменный ток, преобразуется в постоянный ток выпрямителем для хранения в батареях. Это позволит обеспечить пиковое потребление, превышающее мощность генератора.
Маловероятно, что очень маленькие турбины смогут удовлетворить общий спрос домохозяйств на энергию. Использование твердотопливной горелки для отопления помещений и солнечных панелей для нагрева воды поможет снизить спрос на электроэнергию, но для систем, которые не подключены к сети, иногда может потребоваться дизельный генератор.
Загрязнение ветрогенератора
Ветрогенераторы могут создавать шум и вибрацию и оказывать значительное визуальное воздействие. Шум может исходить от лопастей турбины, редуктора (если используется) и щеточного механизма, а также от ветра, проходящего мимо башни и растяжек. Шум и визуальное воздействие могут быть проблемой для соседей, а вибрация может быть проблемой, особенно если турбина расположена на крыше.
Эти факторы должны влиять на решения о расположении, размере и высоте ветряного генератора.
Дополнительная информация
Обновлено: 21 апреля 2021 г.
Тенденции развития технологий ветряных турбин и будущее ветроэнергетики
Исследователи в отрасли работают над разработкой более совершенных технологий турбин, таких как генераторы с более высоким КПД и более надежные лопасти, чтобы минимизировать затраты на электроэнергию и производство.
Тенденции развития технологий ветряных турбин и будущее ветроэнергетики
Др.Радж Шах, г-н Стэнли Чжан, г-н Эндрю Ким | Koehler Instrument Company
Энергия ветра является важным источником электроэнергии и составляет около 8% внутренней энергии в США [1]. Современные ветряные турбины обычно служат 20-25 лет. В зависимости от условий окружающей среды, размера турбины и скорости ветра турбина может производить до 6 миллионов кВтч в год [2]. Ветровые турбины вырабатывают электроэнергию из ветра, который проходит через лопасти турбины.Затем кинетическая энергия ветра улавливается лопастями посредством вращения и преобразуется в механическую энергию. Вращение лезвия заставляет внутренний вал, который соединен с коробкой передач, вращаться в 100 раз быстрее, производя электричество [3]. За последние десятилетия ветровые турбины претерпели изменения во многих аспектах, чтобы стать более актуальными в сегодняшнем энергетическом секторе, и теперь считаются одним из основных возобновляемых источников энергии, которые могут помочь снизить выбросы угольного газа. Хотя ветряные турбины имеют свои преимущества, они также имеют недостатки, в том числе высокую стоимость, неоптимальную долговечность и постоянные требования к техническому обслуживанию в суровых погодных условиях, что особенно актуально для морских ветряных турбин.Эти проблемы необходимо свести к минимуму, чтобы энергия ветра стала доминирующим источником возобновляемой энергии и могла успешно конкурировать с традиционными ископаемыми видами топлива.
В настоящее время отраслевые исследователи работают над разработкой более совершенных технологий турбин, таких как генераторы с более высоким КПД и более надежные лопасти, чтобы минимизировать затраты на энергию и производство [3]. Рабочие ветроэнергетики недавно также разработали лопасти другой формы и конфигурации для повышения прочности и скорости вращения [4].Кроме того, были проведены дальнейшие исследования технологии морской ветроэнергетики, и это исследование позволило выявить преимущества и способы минимизировать недостатки этих плавучих конструкций. В глубоких водах исследования показали, что, хотя они требовали более динамичной прокладки кабелей и были подвержены более экстремальным погодным условиям и затратам на швартовку, эти морские ветряные турбины могли снизить затраты на транспортировку, установку и сборку по сравнению с наземными турбинами. Кроме того, были предприняты усилия по снижению затрат на строительство / ремонт морских ветряных турбин, поэтому были тщательно изучены и разработаны платформы, такие как заякоренные полупогружные платформы (CMSSP), платформы с натяжными опорами (TLP) и лонжеронный буй .Несколько морских турбин уже были разработаны в Европе, аналогичные разработки, вероятно, последуют в США и Японии из-за их протяженных береговых линий и крутых пологих батиметров морского дна. Ожидается, что эти страны первыми испытают технический прогресс в области плавучей ветроэнергетики. Хотя максимальное увеличение срока службы и эффективности ветряных турбин является ключевым приоритетом для консолидации энергии ветра в качестве основного источника возобновляемой энергии, соображения относительно затрат и распределения, будь то установка большего количества установок в прибрежных районах или в горах, имеют важное значение для оценки общей осуществимости.В этой статье будут освещены последние достижения в технологии ветряных турбин, сравнение наземных и морских турбин, а также будущие разработки в области ветроэнергетики.
Новые обновления для ветряных турбин
CMSSP
Что касается морских ветряных турбин, то CMSSP — это платформа, предназначенная для использования в качестве основы для морских ветряных турбин, и в настоящее время быстро развиваются разработки, позволяющие этим плавучим турбинам быть долговечными и работать в глубоких водах [5].Эти платформы состоят из серии соединений между колоннами и стальными распорками. Эти стальные распорки прикреплены к швартовным канатам, которые заделаны в морское дно, как показано на Рисунке 1.

Рисунок 1. Схема полупогружной плавучей платформы для ветряных турбин [5].
По мере увеличения глубины воды затраты на производство / ремонт увеличиваются, но есть и много преимуществ. Преимущества включают более низкие затраты по сравнению с конфигурациями с фиксированным дном в глубоких водах, более простую установку, легкое снятие деталей и более широкий диапазон мест для установки.Кроме того, эти фундаменты имеют ряд преимуществ перед другими широко используемыми фундаментами, поскольку их можно устанавливать в доке и транспортировать в море, в отличие от TLP или буев с лонжероном. Другие преимущества включают более низкие затраты на установку системы швартовки по сравнению с другими основаниями и лучшие гидродинамические характеристики из-за большей осадки и меньших сил возбуждения волн, действующих на нее.
Были разработаны методы моделирования полей ветра, такие как использование EllipSys3D с FLEX5, который представляет собой решатель трехмерных потоков, который оценивает скорости ветра в координатах секции лопасти [5].Поток внутри ротора турбин показывает небольшой эффект нестабильности, доказывая, что модель точна для потока ветра на лопасти. Модель способна уловить все важные изменения в ветряных турбинах с вертикальной осью с хорошей количественной оценкой поля потока, получить радиальную деформацию расширения следа и быстро рассчитать аэродинамические характеристики ветряных турбин в осевых установившихся условиях [6].
TLP
TLP
часто используются для разработки глубоководных нефтегазовых месторождений из-за их хороших характеристик движения, но они дороже, чем буи с лонжероном и заякоренные платформы с цепной связью.Однако, когда TLP используются в качестве платформ для ветряных турбин, их смещение, прочность на разрыв и масса стали могут быть уменьшены. Это связано с тем, что их общий вес намного меньше, чем при использовании на нефтегазовых платформах, что позволяет уменьшить силу волн и ветра при столкновении с TLP [7]. TLP становятся все более популярными, поскольку их концептуальный дизайн является активной областью исследований, и промышленные рабочие начинают все больше интересоваться использованием этих платформ для глубоководных ветряных турбин.Большинство конструкций TLP состоят из одной колонны и трех-четырех понтонов, которые обеспечивают значительную плавучесть. Корпус состоит из стального цилиндра и выступающего цилиндра для поддержки натяжных опор. Желательно, чтобы сухожилия имели незначительный вес.
Рисунок 2. (a) показывает общий TLP, прикрепленный к ветряной турбине, и возможные направления ветра. (b) показан тот же TLP, но показаны параметры для него (h2, D1 и D2 обозначают корпус, rp, hp и wp обозначают понтоны, а вертикальные нижние линии обозначают опоры натяжения).
(c) — это другая конструкция, которая имеет полые круглые понтоны и арматуру [7].
Основная цель корпуса ветряных турбин TLP — снизить затраты на электроэнергию за счет максимального повышения эффективности преобразования энергии при минимизации эксплуатационных, производственных и эксплуатационных затрат. Чтобы минимизировать производственные затраты, следует минимизировать массу стали, предел прочности на разрыв и габаритные размеры. Ограничение затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание требует уменьшения нагрузки на гондолу, сухожилие, башню и лопасти.Оптимизация структуры и дизайна TLP имеет решающее значение для ее эффективности и снижения затрат на обслуживание. В эксперименте по определению того, какая конфигурация оптимизирует эффективность преобразования энергии, снижает затраты и остается наиболее стабильной в суровых погодных условиях, для сравнительного анализа были разработаны четыре различных TLP. Первая конструкция имела самый тяжелый корпус, наибольшую устойчивость и самое короткое время установки среди этих конструкций и имела такие же затраты на техническое обслуживание и эксплуатацию, как и другие; однако он был самым дорогим в производстве.Вторая конструкция имела водоизмещение 60% от первой конструкции, но была нестабильной для буксировки, потому что только 30% смещения приходилось на понтоны с тремя опорами [7]. Третий и четвертый проекты были созданы после обнаружения проблем с первым и вторым проектами. Оба они имели 70% смещения понтонов, оптимизируя распределение общего веса TLP так, чтобы остальные 30% корпуса могли удерживать ветряные турбины [7]. Хотя меньшее смещение, чем у двух других конструкций, делало ее более подверженной повреждениям, затраты были значительно меньше, а небольшая колонна в корпусе делала турбину более прозрачной для волн.
Лонжеронные буи
Буи
Spar — еще одна широко используемая платформа для ветряных турбин, и, как и TLP, они обычно используются в морской нефтегазовой промышленности. Эта концепция лонжерона была развернута на юго-западном побережье Норвегии и будет развернута в других прибрежных районах, как только будут выполнены основные требования достаточной устойчивости по вертикали, крену и тангажу. Лонжерон состоит из шести секций, каждая из которых способствует устойчивости ветряной турбины.В таблице 1 показаны шесть разделов с указанием их ролей.
Таблица 1. Перечислены различные секции лонжеронного буя с указанием их предполагаемых функций и назначения [8].
Раздел
Функциональность
Площадь водной поверхности
Площадь водной поверхности, измерение вертикальной жесткости
Переход
Соединяет ватерлинию с секцией плавучести
Основная плавучесть
Объемный отсек, обеспечивающий основную плавучесть
Балласт (тяжелый)
Балласт — это тяжелый материал, в данном случае из железа, помещенный в сосуд низко для обеспечения устойчивости
Опора (самая нижняя часть)
Нижняя пластина, которая также может использоваться для увеличения силы вертикального сопротивления и дополнительной массы
Fairlead (Используется для измерения натяжения)
По мере увеличения веса балласта натяжение самого лонжерона увеличивается, что делает его более подверженным коррозии и образованию трещин.
Подшипник шага
Помимо платформ, есть новые усовершенствования подшипников качения, которые могут быть установлены как в наземных, так и в морских ветряных турбинах.Подшипники качения — это то, что соединяет вертушку с лопастями и может регулировать лопасти под определенным углом, чтобы оптимизировать улавливание ветра. Недостатки типичных подшипников шага заключаются в том, что они не могут вращаться более чем на 90 градусов, имеют угол колебания <5 градусов, удерживаются в неподвижном состоянии в течение длительных периодов времени и подвержены постоянной вибрации во время работы турбины. Это создает большую нагрузку на компоненты подшипников качения и может вызвать деградацию смазки и адгезионный износ [10]. Кроме того, эти опоры наблюдаются либо два раза в год, либо ежегодно из-за изолированного расположения большинства ветряных турбин.Основными причинами выхода подшипников из строя являются плохая смазка и деградация смазки, что может вызвать коррозию, вибрационный износ и вмятины от мусора [10]. В связи с этим правильный выбор смазки / пластичной смазки и машины с непрерывной подачей смазки важны для обеспечения максимальной эффективности и минимального обслуживания. Компоненты ветряной турбины, которые испытывают трение и износ и требуют смазки, - это подшипники шага, подшипники главного вала, редуктор, привод рыскания и подшипник генератора [11].
Рисунок 3.Механические компоненты ветряной турбины [12].
Другой проблемой, вызывающей беспокойство, является перегрузка, которая возникает, когда подшипники не имеют прочной опоры, что приводит к тому, что часть дорожки качения несет большую часть нагрузки. Перегрузка может привести к усечению контакта (вероятность может возрасти из-за уменьшения внешней поддержки), разрушению сердечника дорожки качения и разрушению компонентов. Однако с обновлением подшипников все эти проблемы можно свести к минимуму или полностью решить. Модернизация может включать усиление колец, нагрузку на кромку, устранение износа сепаратора и прямую работу с производителем, который может предложить передовые решения для подшипников, которые помогут сэкономить время и деньги.Кроме того, с помощью индукционных разделительных колец, как показано на Рисунке 4, можно уменьшить растягивающую и сжимающую нагрузку. Наряду с этим строгие геометрические размеры могут создать почти идеальную форму, что приведет к меньшему трению, скольжению и узким местам, что минимизирует внутреннюю деградацию и улучшает реакцию и эффективность системы шага. Уплотнения подшипников качения играют две важные роли: предотвращают внутреннее воздействие и блокируют смазочные материалы. К сожалению, старые уплотнения представляют собой гидрогенизированный нитрилбутадиеновый каучук, который быстро разлагается под воздействием ультрафиолета, не защищает внутренние детали подшипников и медленно реагирует на изменения частоты волн.Однако усовершенствованное уплотнение, называемое «Н-образным профилем», показанное на Рисунке 4, изготовлено из термопластичного полиуретана, что значительно улучшает эффективность уплотнения [10]. Он очень отзывчивый, эффективно работает даже при деформации, снижает утечку смазки и имеет значительно меньшую скорость износа, чем резиновое уплотнение. Эти коллективные улучшения помогают повысить надежность и снизить затраты на техническое обслуживание.
Рис. 4. Разделение разделительного кольца на сегменты позволяет ограничить индивидуальную свободу передвижения, уменьшая растягивающую и сжимающую нагрузку (вверху).Неисправные подшипники (красные) являются резиновыми, в то время как модернизированные подшипники (синие) имеют Н-образное уплотнение (внизу) [10].
Наконец, правильная упаковка и обращение с ними имеют решающее значение для поддержания чистоты подшипников. Подшипники должны быть упакованы в летучую бумагу с ингибитором коррозии и в антикоррозионные покрытия для предотвращения загрязнения, разрушения и коррозии от опасностей во время транспортировки. Также важно, чтобы перед установкой подшипников на ветряные турбины подшипник все еще был обернут, поскольку небольшое воздействие загрязняющих веществ, особенно грязи и воды, может вызвать коррозию, водородные трещины, статическое травление и истирание [10].
Наземные и морские турбины
Морские ветряные турбины считаются недавней разработкой по сравнению с обычными береговыми ветряными турбинами. К плавающим оффшорным ветряным турбинам труднее добраться, они более подвержены повреждениям и более дороги в установке и эксплуатации. Однако современные технологические достижения могут укрепить башню и обеспечить большую защиту, выдерживая воздействие волн или ледяных потоков. Кроме того, модернизация гондол на этих турбинах может предотвратить коррозию от морской воды и повреждение внутренних электрических компонентов.Поскольку направление и скорость ветра на суше становятся все более и более предсказуемыми с развитием технологий, инвестиции в морскую ветроэнергетику будут расти более быстрыми темпами, чем обычно, и могут служить основным возобновляемым источником энергии. Конкретные преимущества и недостатки обоих типов ветряных турбин перечислены ниже в таблице 2.
Таблица 2. Плюсы и минусы наземных и морских ветряных турбин [13].
Береговые турбины
Морские турбины
Плюсы
Минусы
Плюсы
Минусы
Значительно дешевле
Ограниченная эффективность из-за непредсказуемой скорости и направления ветра
Более эффективный за счет постоянной скорости и направления ветра
Дорогая технология передачи энергии от турбин
Один из самых дешевых видов возобновляемой энергии
Может представлять опасность для летающих диких животных, например птиц и летучих мышей
Меньше турбин, необходимых для производства равного количества электроэнергии
Повышенные затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание из-за повышенного износа от ветра и волн
Поднять местную экономику
Может вызывать шумовое загрязнение и негативное визуальное воздействие
Отсутствие риска визуального воздействия и вмешательства в землепользование
Более длительное время ожидания, необходимое для устранения любых потенциальных проблем из-за более ограниченного доступа
Минус выбросы, связанные с транспортировкой ветроэнергетических сооружений
Неспособность производить энергию круглый год из-за оптимальных ветровых условий
Защищает водные среды обитания, ограничивая доступ к определенным водам
В настоящее время ограничена в своих возможностях приносить пользу местной экономике
Меньше перепадов напряжения между ветряком и потребителем
В этих местах нет физических ограничений, препятствующих ветровому потоку

Будущие разработки
Размер ротора и форма лопасти
Чтобы снизить затраты на преобразование энергии и оптимизировать производство энергии, исследователи из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) и Sandia National Laboratories (SNL) работают вместе над разработкой 206-метровых роторов для наземных турбин [14].С более крупными лопастями можно использовать больше кинетической энергии ветра для выработки электроэнергии. Однако затраты на транспортировку и производство будут расти в связи с увеличением массы материала и спроса. NREL и SNL также придумали способ уменьшить жесткость лопастей и позволить турбине выдерживать более сильный ветер, независимо от скорости [14]. Конфигурация ротора, направленного вниз, снижает требования к жесткости, поскольку ветер отталкивает лопасти от башни, что делает лопасти более легкими и обеспечивает безопасность / зазор башни.На рисунке 6 сравниваются традиционные восходящие ветряные турбины с высокими требованиями к жесткости лопастей и недавно разработанные нисходящие конические лопасти, которые могут отслеживать ветер с помощью своего конического механизма. Подразделение Wind Blade Carver и Sandia National Laboratories разрабатывают лопасть ветряной турбины, которая потенциально может улавливать на 12% больше ветра, чем обычные турбины. Лопасть имеет небольшой изогнутый наконечник, в отличие от других турбин, который может оптимизировать улавливание ветра [14].
Рисунок 5.Конфигурация изменяемого конуса (слева) [15] и традиционная конфигурация ротора (справа) [16].
Изменение формы традиционных лопаток турбины позволяет изготавливать лопатки меньшей массы. Такой подход обеспечивает аэроупругую устойчивость, но за счет увеличения сложности изготовления и управления. Исследователи из NREL в настоящее время работают над созданием более легких лопастей и оптимизацией размещения лонжеронов на лопастях без увеличения толщины. Это минимизирует массу лезвия и увеличит прочность.Однако при перемещении этих больших собранных лопастей возникают также проблемы с транспортировкой. В связи с этим компоненты ветряных турбин производятся секциями, которые впоследствии транспортируются для сборки на месте [14].
Роботизированная инспекция
Первоначально основным методом выявления повреждений ветряных турбин был ручной осмотр с использованием камеры и телеобъектива. Однако из-за человеческих ограничений повреждения ветряных турбин редко обнаруживаются до достижения критического состояния.SNL, International Climbing Machines и Dolphitech работают вместе над разработкой автономного робота, который может вертикально прикрепляться к ветряной турбине, перемещаться и самостоятельно обнаруживать любые внешние или внутренние проблемы с бортовыми камерами и своей «фазированной решеткой ультразвукового изображения» [17]. . Целью этой разработки является быстрое обнаружение повреждений турбины, чтобы минимизировать затраты на техническое обслуживание и время простоя турбины, что может увеличить срок службы и эффективность турбины. Автономные роботы-инспекторы могут использоваться как для наземных, так и для морских ветряных турбин и могут обнаруживать любые отклонения в работе ветряных турбин с помощью лопастей любого размера.
SNL также работает над оснащением дронов инфракрасными камерами для обнаружения повреждений с помощью тепловизора. Этот процесс включает в себя воздействие солнечных лучей на лезвия и затемнение их тенями. Когда на лезвия не попадает солнечный свет, тепло от лезвий распространяется внутрь, не причиняя никакого вреда. Однако поврежденные участки препятствуют распространению тепла внутрь, в результате чего поверхность остается горячей, и эти горячие точки на инфракрасной камере показывают повреждения.
Рисунок 6.Роботизированный гусеничный робот, выполняющий осмотр береговой ветряной турбины [17].
Функциональность для холодной погоды
Согласно последним новостям, в конце февраля 2021 года в штате Техас обрушились зимние штормы, в результате чего более четырех миллионов техасцев остались без электричества и тепла во время пиковых отключений [18]. Основная причина этих отключений электроэнергии была связана с перебоями в работе государственных газовых, угольных и атомных электростанций из-за низких температур. Кроме того, экстремально низкие температуры вызвали замерзание ветряных турбин, что значительно повлекло за собой дальнейшие отключения, как, например, Texas
имеет почти 15 000 ветряных турбин, и в 2020 году на энергию ветра приходилось 23% электроэнергии штата [19].Хотя ископаемое топливо является основным источником производства электроэнергии в Техасе, потеря ветряных турбин существенно увеличила нехватку энергии во время погодного кризиса, поскольку потребность в энергии резко возросла.
Рис. 7. Поломка основных источников электроэнергии в Техасе и, следовательно, секторов, наиболее пострадавших от зимних штормов [20].
Плохая работа при низких температурах и отсутствие комплектов для холодной погоды являются основными причинами замерзания ветряных турбин Техаса.Обычно ветряные турбины, используемые в более холодных регионах, оснащены противообледенительными устройствами и встроенным обогревателем для защиты важнейших компонентов турбин, таких как двигатели шага и рыскания, редуктор и аккумулятор, от экстремальных отрицательных температур [21]. Специальные технологии для холодной погоды и защиты от обледенения предназначены для предотвращения скопления льда на лопастях турбин, а также для обнаружения и удаления льда в неизбежных обстоятельствах. Накопление льда на лопастях ветряных турбин может серьезно ухудшить их работу, поскольку это увеличивает вес и изменяет аэродинамику лопастей, что может вывести вращающиеся лопасти из равновесия или полностью предотвратить вращение лопастей [19].
Однако из-за исторически теплого климата Техаса добавление антиобледенительных механизмов не требуется в пользу экономии затрат. Недавние зимние штормы могут послужить поводом для пропаганды внедрения технологий холодной погоды для улучшения функциональности ветряных турбин при низких температурах с целью предотвращения кризисов, вызванных погодными условиями в будущем.
Ветряная электростанция Lac Alfred, расположенная недалеко от Амки, Квебек, ранее испытывала значительные простои турбины из-за скопления льда, что привело к внедрению системы предотвращения обледенения Wicetec Oy (WIPS) [22].В этой системе используются встроенные электронагреватели на углеродной основе для быстрого нагрева поверхности лопаток турбины до контролируемой температуры при обнаружении льда [23]. Ветроэлектростанция Карибу в Нью-Брансуике, Канада, испытывала технологию WIPS, но не смогла оправдать ее дорогостоящее внедрение на всех лопастях ветряных турбин. Отсутствие значительных условий обледенения привело к тому, что ветряная электростанция Карибу обратилась к другим вариантам защиты от обледенения, таким как электрически нагреваемые плитки, использование черной краски на лопастях для поглощения УФ-энергии и нанесение покрытий с вертолетов [22].Несмотря на гораздо более теплый климат, Техас мог бы принять аналогичные решения для холодной погоды, оптимальные для районов, которые нечасто подвергаются обледенению, поскольку дальнейшие разработки направлены на повышение эффективности и экономической целесообразности вышеупомянутых технологий.
Рис. 8. Вертолет, распыляющий антиобледенительные агенты непосредственно на лопасти ветряной турбины, по результатам испытаний ветряных ферм Карибу [23].
Заключение
Энергия ветра является растущим альтернативным источником энергии и может заменить традиционные ископаемые виды топлива в будущем при условии проведения соответствующих исследований и разработок.В области ветроэнергетики в последнее время появилось много достижений / разработок, например, оффшорные платформы, которые могут снизить затраты на электроэнергию и легко устанавливаются на поверхности глубоких вод. Глубокие воды вблизи прибрежных районов имеют предсказуемые скорости и направления ветра, что позволяет оптимально производить электроэнергию. Кроме того, будущие разработки, такие как роботизированные гусеницы, могут проверять и обнаруживать проблемы на больших ветровых турбинах, а новые усовершенствования в размере ротора и лопастях позволяют оптимальное использование ветра при минимальных производственных затратах.Кроме того, дальнейший упор, вероятно, будет сделан на функциональность ветряных турбин в холодную погоду, поскольку экстремально низкие температурные условия могут привести к замерзанию турбин и оставить значительное население без электричества и тепла, о чем свидетельствуют недавние зимние штормы, охватившие Техас. При сравнении наземных и морских ветряных турбин становится очевидным сходство и различие между ними. Береговые ветряные турбины дешевле в управлении и производстве, но не могут производить энергию круглый год.Кроме того, в местах их установки возникают непредсказуемые скорость и направление ветра. Морские ветряные турбины дороже в производстве и обслуживании, но с инвестициями и технологическими достижениями они могут обеспечить гораздо больше энергии, чем береговые ветряные турбины.
Министерство энергетики США (DOE) прогнозирует, что к 2050 году в стране будет 404 гигаватта ветроэнергетических мощностей, что достаточно для удовлетворения более одной трети потребностей страны в электроэнергии [24].По данным Бюро труда США [25], с ростом потребительского спроса на чистую возобновляемую энергию ветроэнергетика является вторым по темпам роста возобновляемым источником энергии. Однако есть некоторые недостатки, такие как высокая стоимость строительства и низкая долговечность ветряных турбин. Разработанная и модернизируемая в настоящее время технологическая инновация — это конструкция поплавка «паук». Эта технология плавучего основания была разработана для максимального увеличения выработки электроэнергии, снижения затрат и повышения экономической жизнеспособности морских ветряных турбин.Еще одним важным нововведением в ветряных турбинах являются генераторы с прямым приводом (DDG), которые могут вырабатывать электричество со скоростью ротора [26]. Однако необходимы дорогие магниты, чтобы заменить оригинальные магниты, чтобы достичь определенной частоты, но с легкими DDG и сверхпроводниковыми генераторами не требуется дорогих материалов для достижения оптимальных характеристик [26]. В ближайшие десятилетия, вероятно, будут внесены новые усовершенствования в компоненты и конфигурации ветряных турбин, что приведет к дальнейшему продвижению технологий ветроэнергетики в центр внимания возобновляемых источников энергии.
О докторе Радж Шах
Доктор Радж Шах — директор компании Koehler Instrument Company в Нью-Йорке, где он проработал последние 25 лет. Он избран научным сотрудником своих коллег в IChemE, CMI, STLE, AIC, NLGI, INSTMC, Энергетический институт и Королевское химическое общество. Лауреат премии ASTM Eagle, доктор Шах недавно опубликовал бестселлер «Справочник по топливу и смазочным материалам». ,
подробности о которых доступны по адресу https: // www.astm.org/DIGITAL_LIBRARY/MNL/SOURCE_PAGES/MNL37-2ND_foreword.pdf
Доктор наук в области химической инженерии Университета Пенсильвании и научный сотрудник Института дипломированного менеджмента, Лондон, доктор Шах также является дипломированным ученым в Научном совете, дипломированным инженером-нефтяником в Энергетическом институте и дипломированным инженером. с Инженерным советом Великобритании. Адъюнкт-профессор кафедры материаловедения и химической инженерии в Государственном университете Нью-Йорка, Стоуни-Брук, Радж имеет более 330 публикаций и работает в нефтяной сфере в течение 3 десятилетий.Более подробную информацию о Радже можно найти на https://www.petro-online.com/news/fuel-for-oughtt/13/koehler-instrument-company/dr-raj-shah-director-at-koehler-instrument- компания-награждена-разноплановыми-наградами / 53404
О Стэнли Чжане и Эндрю Киме
Стэнли Чжан и Эндрю Ким — студенты Государственного университета Нью-Йорка в Стоуни-Брук, где доктор Шах является председателем внешнего консультативного комитета Департамента.материаловедения и химической инженерии.
Ссылки
[1] «Ветровые турбины обеспечивают 8% генерирующих мощностей США, больше, чем любой другой возобновляемый источник». EIA, 2 мая 2017 г.
[2] «Как долго служат ветряные турбины? Можно ли продлить их жизнь? » TWI, TWI
[3] «Основы ветроэнергетики». AWEA, AWEA
[4] «Ветровая техника нового поколения.”Energy.gov, Энергоэффективность и возобновляемые источники энергии
[5] Liu, Yichao, et al. «Разработки полупогружных плавучих оснований для ветряных турбин: всесторонний обзор». Обзоры возобновляемой и устойчивой энергетики, Пергамон, 6 февраля 2016 г.
[6] Tescione, G., et al. «Анализ модели свободного вихревого следа для исследования ротора и ближнего следового течения ветряной турбины с вертикальной осью». Возобновляемая энергия, Пергамон, 10 ноября 2015 г.
[7] Бачинский, Эрин Э., и Торгейр Стон. «Соображения по конструкции ветряных турбин на платформе натяжных опор». Морские сооружения, Эльзевир, 3 ноября 2012 г.
[8] Cheng, Zhengshun, et al. «Сравнительное исследование динамических характеристик плавающих горизонтальных и вертикальных ветряных турбин лонжеронного типа». Онлайн-библиотека Wiley, John Wiley & Sons, Ltd, 7 июля 2016 г.
[9] Филлинг, Ивар и Бертельсен, Петтер. WINDOPT: «Инструмент оптимизации плавающих опорных конструкций для глубоководных ветряных турбин.Материалы Международной конференции по морской механике и арктической инженерии », 2011 г.
[10] Бейлс, Кори. «Продление срока службы ветряных турбин за счет модернизации подшипников качения». Ветроэнергетика и разработка, Ветроэнергетика, 3 фев.2020 г.
[11] Макгуайр, Автор: Нэнси. «Проблемы смазывания в отрасли ветроэнергетических установок». Центр энергетики, трибология и смазочные технологии, 18 сентября 2019 г.
[12] Saurabhjain.«Компоненты промышленных ветряных турбин». Машиностроение, Invision Community, 21 ноября 2015 г.
[13] Cuffari, Benedette. «Морские и береговые ветряные фермы». AZoCleantech.com, AZO Cleantech, 11 декабря 2019 г.
[14] «Больше — значит лучше, когда речь идет о потенциале энергии ветра». Energy.gov, 21 октября 2019 г.
[15] Автор. «FCPS». Гибридная ветряная турбина и солнечная панель Lanier в новостях! | Средняя школа Lanier, В центре внимания, 14 ноя.2017
[16] Bortolotti, Pietro, et al. «Сравнение конструкции ротора ветряной турбины мощностью 10 МВт для противотока и против ветра». Наука о ветроэнергетике, Copernicus GmbH, 31 января 2019 г.
[17] Дормель, Люк. «Гусеничные роботы и дроны для визуализации контролируют ветряные турбины на предмет повреждений». Цифровые тенденции, Цифровые тенденции, 27 июня 2019 г.
[18] Богель-Берроуз, Николас и др. «Зимняя буря в Техасе: что нужно знать». Нью-Йорк Таймс. 20 февраля 2021 г.
[19] Мориарти, Рик.«Почему ветряные турбины в Нью-Йорке продолжают работать в суровые холода, в отличие от тех, что есть в Техасе». Syracuse.com. 19 февраля 2021 г.
[20] Browne, Ed. «Почему замерзли ветряные турбины в Техасе, когда они работают в Арктике?» Newsweek. 18 февраля 2021 г.
[21] Карпентер, Скотт. «Почему ветряные турбины в холодном климате не замерзают: удаление льда и углеродное волокно». Forbes. 16 февраля 2021 г.
[22] Froese, Michelle. «Холодная, суровая правда о льду на лопастях турбины.”Ветроэнергетика и развитие. 25 октября 2018 г.
[23] «Как предотвратить обледенение ветряных турбин? — Технология WIPS ». Wicetec Oy. 2019.
[24] Маркетинг, GME. «Что вам нужно знать о будущем ветроэнергетики: зеленая горная энергия». Компания Green Mountain Energy, Компания Green Mountain Energy, 18 декабря 2018 г.
[25] Торпей, Елка. «Зеленый рост: прогнозы занятости в экологически ориентированных профессиях: перспективы карьеры.”Бюро статистики труда США, Бюро статистики труда США, апрель 2018 г.
[26] Osmanbasic, E. (нет данных). «Будущее ветряных турбин: сравнение прямого привода и коробки передач». 13 августа 2020
Содержание и мнения в этой статье принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения AltEnergyMag
Комментарии (0)
Эта запись не имеет комментариев.Будьте первым, кто оставит комментарий ниже.
Опубликовать комментарий
Вы должны войти в систему, прежде чем сможете оставлять комментарии. Авторизуйтесь сейчас.
Рекомендуемый продукт
Iron Edison Литий-железный аккумулятор
Литий-железная солнечная батарея Iron Edison полностью совместима с популярными аккумуляторными инверторами и размещена в прочном стальном корпусе со встроенной системой управления батареями.Стандартные мощности варьируются от 2 до 42 кВтч, а для коммерческих приложений, таких как уменьшение пиковых нагрузок и ИБП, доступны специальные модели большой мощности и высокого напряжения. Батарея спроектирована и собрана в штаб-квартире компании недалеко от Денвера, штат Колорадо. Литий-железный аккумулятор Iron Edison является идеальной заменой свинцово-кислотному аккумулятору с более длительным сроком службы, меньшей площадью и не требующей обслуживания работой. Жилые применения включают в себя резервные солнечные батареи, энергосистему без сети и автономное хранение энергии.Коммерческие приложения включают резервное питание от высоковольтных батарей, автономное электроснабжение и снижение пиковых нагрузок. Если у вас есть вопросы, звоните нам по телефону 720-432-6433. Мы будем рады помочь!
ветряных электростанций | Мощность и факты
Ветровая энергия , форма преобразования энергии, при которой турбины преобразуют кинетическую энергию ветра в механическую или электрическую энергию, которая может использоваться для выработки энергии.Энергия ветра считается возобновляемым источником энергии. Исторически сложилось так, что энергия ветра в виде ветряных мельниц веками использовалась для таких задач, как измельчение зерна и перекачка воды. Современные коммерческие ветряные турбины вырабатывают электроэнергию, используя энергию вращения для привода электрического генератора. Они состоят из лопасти или ротора и корпуса, называемого гондолой, которая содержит трансмиссию на вершине высокой башни. Самые большие турбины могут производить 4,8–9,5 мегаватт энергии, иметь диаметр ротора, превышающий 162 метра (около 531 фута), и прикреплены к башням, достигающим высоты 240 метров (787 футов).Наиболее распространенные типы ветряных турбин (которые производят до 1,8 мегаватт) намного меньше; они имеют длину лезвия около 40 метров (около 130 футов) и прикреплены к башням высотой примерно 80 метров (около 260 футов). Меньшие турбины можно использовать для электроснабжения отдельных домов. Ветряные электростанции — это районы, где несколько ветряных турбин сгруппированы вместе, обеспечивая больший общий источник энергии.
Подробнее по этой теме
турбина: ограничения на ветроэнергетику
Не вся кинетическая энергия ветра может быть извлечена, потому что должна быть конечная скорость, когда воздух покидает лопасть.Это может быть …
Ресурсы ветра рассчитываются на основе средней скорости ветра и распределения значений скорости ветра в определенной области. Районы сгруппированы по классам ветровой энергии от 1 до 7. Класс ветровой энергии 3 или выше (эквивалент плотности энергии ветра 150–200 ватт на квадратный метр или средней скорости ветра 5,1–5,6 метра в секунду [ 11,4–12,5 миль в час]) подходит для производства ветровой энергии в коммунальном масштабе, хотя некоторые подходящие участки также можно найти в районах классов 1 и 2.В Соединенных Штатах есть значительные ветровые ресурсы в районе Великих равнин, а также в некоторых прибрежных районах. По состоянию на 2018 год крупнейшей ветроэлектростанцией в мире была база ветряных электростанций Цзюцюань, состоящая из более чем 7000 ветряных турбин в китайской провинции Ганьсу, которая вырабатывает более 6000 мегаватт электроэнергии. Одна из крупнейших в мире оффшорных действующих ветряных электростанций, London Array, занимает площадь в 122 квадратных километра (около 47 квадратных миль) на внешних подходах к устью Темзы и производит до 630 мегаватт электроэнергии.Hornsea One, который будет запущен в 2020 году и охватит территорию в 407 квадратных километров (около 157 квадратных миль) у побережья Англии Йоркшир, будет еще больше и будет производить около 1200 мегаватт электроэнергии. Для сравнения: мощность типичной новой угольной электростанции в среднем составляет около 550 мегаватт.
К 2016 году на долю ветра приходилось около 4 процентов всей мировой электроэнергии. Производство электроэнергии с помощью ветра резко возросло из-за опасений по поводу стоимости нефти и последствий сжигания ископаемого топлива для климата и окружающей среды ( см. Также глобальное потепление).Например, с 2007 по 2016 год общая установленная мощность ветроэнергетики во всем мире увеличилась в пять раз с 95 до 487 гигаватт. Китай и США обладали наибольшим объемом установленной ветровой мощности в 2016 году (168,7 гигаватт и 82,1 гигаватт соответственно), и в том же году Дания вырабатывала наибольший процент своей электроэнергии за счет ветра (почти 38 процентов). По оценкам ветроэнергетики, к 2030 году мир может вырабатывать почти 20 процентов всей электроэнергии за счет энергии ветра.По разным оценкам, стоимость энергии ветра составляет 2–6 центов за киловатт-час, в зависимости от местоположения. Это сопоставимо со стоимостью угля, природного газа и других видов ископаемой энергии, которая колеблется от 5 до 17 центов за киловатт-час.
Проблемы крупномасштабного внедрения ветроэнергетики включают требования к размещению, такие как наличие ветра, эстетические и экологические проблемы, а также наличие земли. Ветряные электростанции наиболее рентабельны в районах с постоянными сильными ветрами; однако эти районы не обязательно находятся рядом с крупными населенными пунктами.Таким образом, линии электропередач и другие компоненты систем распределения электроэнергии должны иметь возможность передавать эту электроэнергию потребителям. Кроме того, поскольку ветер является непостоянным и непостоянным источником энергии, может потребоваться накопление энергии. Общественные правозащитные группы выразили обеспокоенность по поводу потенциальных нарушений, которые ветряные электростанции могут оказать на дикую природу и общую эстетику. Хотя ветряные генераторы обвиняли в ранении и гибели птиц, эксперты показали, что современные турбины мало влияют на популяции птиц.Национальное общество Одюбона, крупная экологическая группа, базирующаяся в Соединенных Штатах и занимающаяся сохранением птиц и других диких животных, решительно выступает за энергию ветра при условии, что ветряные фермы расположены надлежащим образом, чтобы минимизировать воздействие на популяции мигрирующих птиц и важные среда обитания диких животных.
ветряные турбины: удар
Чтобы помочь оценить визуальное воздействие морских ветряных турбин, эта фотография побережья была подготовлена с изображениями типичной ветряной турбины, модифицированной так, чтобы показать ее внешний вид на различных расстояниях от береговой линии.

Производство ветрогенераторов (ветряков) в России

Компания ЭнерджиВинд одна из первых в 2003 году начала

В 2011 году нашими клиентами по ветроустановкам уже стали известные государственные и частные компании страны:

С 2014 года мы объединили коммерческие и инженерные усилия наших компаний с Московским заводом по производству инверторов и силовой электроники.

Наши установки из далеких 2000-x:

Производство:Тихоходный генераторы, ветрогенераторы, Минкро и Мини ГЭС, волновые электростанции

Надежность, качество, эффективность

Гарантия и сервисное обслуживание

Топ-10 производителей ветротурбин в 2017 году. Обзор.

Лопастей много, а места мало, или Как утилизировать ветрогенераторы

Ветропарки: защита климата в ущерб живой природе? | Анализ событий в политической жизни и обществе Германии | DW

Альтернативные ландшафты Германии

Альтернативные ландшафты Германии

Альтернативные ландшафты Германии

Альтернативные ландшафты Германии

Альтернативные ландшафты Германии

Альтернативные ландшафты Германии

Альтернативные ландшафты Германии

Альтернативные ландшафты Германии

Альтернативные ландшафты Германии

Альтернативные ландшафты Германии

Альтернативные ландшафты Германии

Альтернативные ландшафты Германии

Альтернативные ландшафты Германии

Альтернативные ландшафты Германии

Альтернативные ландшафты Германии

Альтернативные ландшафты Германии

Альтернативные ландшафты Германии

Альтернативные ландшафты Германии

Альтернативные ландшафты Германии

Альтернативные ландшафты Германии

В Германии тестируют плавучий ветрогенератор для глубоких морей | Анализ событий в политической жизни и обществе Германии | DW

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Электростанция из аккумуляторов

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Большие батареи на маленьком острове

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Главное — хорошие насосы

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Место хранения — норвежские фьорды

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Электроэнергия превращается в газ

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Водород в сжиженном виде

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

В чем тут соль?

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Каверна в роли подземной батарейки

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Крупнейший «кипятильник» Европы

Технологии хранения энергии из возобновляемых источников

Накопители энергии на четырех колесах

Ветрогенератор Российского производства

«Астр» 6/1300 w

«Астр»5- 8/2000 w

Купить

Купить

Производство ветроэнергетики и цепочка поставок

Информация и факты о ветроэнергетике

Как это работает

Бурно развивающаяся ветроэнергетика

Стоит цена в миллион долларов в 2020 году?

Сколько стоит ветряная турбина на начальном этапе?

Распределение начальных затрат на ветряные турбины

Заинтересованы в энергии ветра? Ознакомьтесь с нашим подкастом об энергии ветра: Uptime

Слушайте время безотказной работы на любой платформе для подкастов

Расходы на техническое обслуживание ветряных турбин

Из чего состоят «Эксплуатация и техническое обслуживание»?

Сколько электроэнергии вырабатывает ветряная турбина?

Размер ветряной турбины влияет на выработку электроэнергии

Скорость и направление ветра влияют на «коэффициент мощности» в производстве электроэнергии

Самая большая ветряная турбина: турбина GE Haliade-X 12 МВт

Сколько денег вырабатывает ветряная турбина за счет вырабатываемой электроэнергии?

Нужна молниезащита для ветряной турбины?

Больше вопросов и ответов о ветряных турбинах

Какова высота ветряной турбины?

Как быстро вращается ветряная турбина?

Сколько стоит ветряк?

Производят ли небольшие ветряные турбины для частных домов?

Попадаются ли в птиц лопасти ветряных турбин?