Почему гигантские турбины расширяют границы возможностей

В следующем году датский производитель ветряных турбин Vestas установит прототип - 15-мегаваттную (МВт) ветряную турбину, мощности которой будет достаточно, чтобы обеспечить электричеством примерно 13 000 британских домов. Это будет самая большая такая турбина в мире, хотя, возможно, ненадолго. Ветряные турбины становятся все больше - и это происходит быстрее, чем почти все прогнозировали.

 

Альтернативная энергия
|

Например, китайская компания MingYang недавно объявила о планах создания еще более мощного устройства, рассчитанного на 16 МВт. Всего четыре года назад максимальная мощность морской турбины составляла 8 МВт.

"В определенном смысле это происходит быстрее, чем нам хотелось бы", - говорит Орели Нассе, руководитель отдела стратегии рынка оффшорной продукции компании Vestas. Эта компания является одной из немногих, возглавивших разработку сверхбольших турбин - но уже начинают проявляться головные боли, связанные с созданием все более крупных машин.

"Мы должны быть уверены, что это устойчивая гонка для всех в отрасли", - говорит г-жа Нассе, указывая на потребность в более просторных гаванях, необходимом оборудовании и монтажных судах, требуемых для доставки огромных компонентов современных турбин на берег.

Кроме того, для достижения этой цели требуются значительные инвестиции. "Если вы посмотрите на финансовые результаты [производителей], то практически никто из нас больше не зарабатывает", - объясняет г-жа Нассе. "Это большой риск".

Aurélie Nass

 Орели Насс из компании Vestas говорит, что при разработке больших турбин существует огромный финансовый риск

И все же готовность ветроэнергетической отрасли к расширению границ - одна из ее самых сильных сторон, добавляет она. Двугранный меч, или лопасть турбины, если хотите. И мало признаков того, что гонка за турбинами мощностью 20 МВт и выше скоро замедлится.

"Это просто поразительно", - говорит Гай Доррелл, представитель компании Siemens Gamesa, говоря о том, что одна морская ветряная электростанция теперь может обеспечить энергией миллион домов. К концу этого года его компания планирует установить на суше прототип морской турбины мощностью 14 МВт, которая может быть увеличена до 15 МВт.

"Мы подсчитали, что один оборот турбины мощностью 14 МВт обеспечит энергией автомобиль Tesla Model 3 на расстояние 352 км (218 миль)", - говорит он. Помимо увеличения выходной мощности, одним из преимуществ больших турбин является то, что они более эффективны с точки зрения времени и стоимости установки - очевидно, что для турбины мощностью 14 МВт требуется только одна опорная конструкция и комплект кабелей против двух для пары машин мощностью 7 МВт.

В настоящее время в Великобритании насчитывается около 10,5 гигаватт (ГВт) морских ветряных мощностей, которые к 2030 году увеличатся в четыре раза. Но этого все еще недостаточно, чтобы обеспечить чистое нулевое потребление электроэнергии к 2035 году, считают исследователи из Имперского колледжа в Лондоне.

Что бы ни случилось дальше, спрос есть, и можно быть уверенным, что большие турбины станут более распространенным явлением, говорит Кристоф Ципф, представитель отраслевой организации Wind Europe.

Через двадцать лет турбины мощностью 15 МВт будут считаться "средними", прогнозирует он.

SIEMENS GAMESA

 Один взмах лопасти большой турбины может обеспечить энергией автомобиль Tesla почти на 220 миль

Это может произойти даже раньше. В новейших морских ветряных проектах Великобритании, запланированных на Доггер-Бэнк в центре Северного моря, уже используются турбины мощностью 13 и 14 МВт.

Но, конечно, есть предел тому, насколько большими могут стать эти сооружения? Они уже сейчас поражают воображение. Каждая лопасть турбины Vestas мощностью 15 МВт имеет длину 115,5 м (379 футов) - почти столько же, сколько высота лондонской башни Centre Point. Диаметр ротора самой турбины составляет 236 м (высота самого высокого здания Лондона, The Shard, - 310 м).

"Должен существовать физический предел, хотя никто еще не определил его", - говорит Саймон Хогг из Даремского университета. Профессор Хогг занимает кафедру Ørsted в университете, которая финансируется энергетической компанией Ørsted.

Вместо этого, практические аспекты установки и обслуживания этих машин могут стать проблемой".

Профессор Дебора Гривз из Плимутского университета говорит о сверхбольших морских турбинах: "Остаются открытыми вопросы о совокупном воздействии на окружающую среду и способности морской среды".

Ветряные турбины действительно оказывают некоторое негативное воздействие на дикую природу, но масштабы этого воздействия трудно измерить. Кроме того, очень крупные ветряные электростанции в море должны размещаться с осторожностью, чтобы избежать конфликта с судоходными путями.

 Существует ограниченное количество судов, которые могут обслуживать самые большие турбины

Профессор Хогг добавляет, что стоимость обслуживания сотен очень больших турбин, расположенных в милях от берега, может со временем возрасти. "Что-то вроде этого может стать определяющим фактором того, насколько большими могут стать оффшорные ветряные турбины", - говорит он.

Кроме того, есть и технические нюансы. Действительно большие турбины, как правило, располагаются далеко от суши, но это означает, что вырабатываемая ими электроэнергия должна проходить огромные расстояния.

При передаче переменного тока (AC) часть энергии теряется. Преобразование в постоянный ток (DC) гораздо эффективнее, но использование постоянного тока в очень больших масштабах требует значительных технических достижений, говорит профессор Хогг.

Кроме того, кончик очень длинной лопасти турбины движется быстрее, чем кончик более короткой лопасти, вращающейся с той же скоростью - учитывая, что за тот же промежуток времени он должен преодолеть большее расстояние.

Однако в современных конструкциях турбин максимальная скорость для кончика лопасти составляет около 90 м/с, или 324 км/ч (201 миль/ч), говорит профессор Хогг, что оказывает "большое влияние на общую аэродинамику лопасти".

Он добавляет, что для обеспечения хороших характеристик лопасти также слегка закручиваются вблизи кончика, хотя существует ограничение на то, насколько сильно они могут быть закручены. Это означает, что существует ограничение на размер и скорость вращения лопасти.

Короче говоря, хотя создание ветряной турбины, значительно превосходящей по размерам сегодняшние гиганты, возможно с точки зрения производства, практические аспекты и затраты на установку, обслуживание и эксплуатацию могут стать серьезным вызовом их, казалось бы, неостановимому росту в будущем.

Как говорит г-жа Нассе, "нам нужно быть немного осторожными с темпами".


Комментарии

Пока нет комментриев, будьте первым кто выскажется

Добавление комментария

Ваше имя
Почта
Комментарий
Энергетический мир уже не будет прежним. Нефтегазовые кризисы последнего десятилетия вкупе с пандемией коронавируса и набирающей обороты «зеленой»

Волновая электростанция – электростанция, расположенная в водной среде, целью которой является получение электроэнергии из кинетической энергии волн.

Энергия (потенциальная), которой располагает водный поток, определяется двумя величинами: количеством протекающей воды и высотой ее падения до устья.

Технологии TISEC (Tidal In-Stream Energy Conversion), позволяющие использовать кинетическую энергию приливно-отливных течений непосредственно в

Компания Ausra, специализирующаяся на производстве солнечных электростанций, заявила о своем намерении построить в ближайшие семь лет электростанции











РУбрики
все шаблоны для dle на сайте newtemplates.ru скачать