энергетика
Жизнь и необыкновенные приключения «зеленого» великана. В Нидерландах начал работу крупнейший наземный ветрогенератор Cypress производства GE
По высоте этот исполин сопоставим с нью-йоркским небоскребом, обхват его рук-крыльев в два раза превышает длину фюзеляжа Boeing 737, а мощности достаточно, чтобы обеспечить электроснабжение около 5000 домохозяйств — то есть население небольшого европейского городка.
Этот колосс – один из крупнейших ветрогенераторов в мире. По своим размерам он входит в тройку лидеров, а по производительности — в top-10. Вращаясь, его ротор, оснащенный 77-метровыми лопастями, охватывает более 18 тыс. кв. м, что эквивалентно площади двух с половиной футбольных полей.
[video width="1280" height="720" mp4="https://www.ge.com/news/sites/default/files/Reports/uploads/2019/04/05045134/Cypress-onshore-wind-platform.mp4"][/video]
Первую 158-метровую турбину семейства Cypress мощностью 4,8 МВт подразделение GE Renewable Energy представило осенью 2017 года. В ней GE впервые для турбин такого размера испытала технологию сборных лопастей. Руководитель проекта в подразделении GE Renewable Energy Андреас Йоргенс объясняет: «Чем больше диаметр ротора, тем больше ветра он «улавливает» своими лопастями, тем больше электроэнергии вырабатывает».
Однако одновременно сверхдлина этих компонентов оборачиваются серьезными сложностями в плане логистики. Транспортировка каждой лопасти с завода-производителя на проектную площадку — задача поистине непростая. Представьте себе, например, фюзеляж пассажирского авиалайнера, который необходимо вписать в крутой поворот.
Именно поэтому сочлененная конструкция лопастей Cypress, разработанных и изготовленных датской компанией LM Wind Power, в 2016 году вошедшей в состав GE, стала одним из основных преимуществ нового ветрогенератора. Это решение инженеров дает возможность транспортировать каждую часть лопасти отдельно — даже по извилистым дорогам или в холмистой местности. Сборка лопасти до полной длины происходит уже непосредственно в конечном пункте назначения — на месте установки ВИЭ.
Размер 77-метровых карбоновых лопастей остался без изменений и в новой — улучшенной — модели Cypress, мощность которой составила 5,3 МВт. Работая над ее прототипом, GE удалось обеспечить увеличение выработки, оптимизировав отдачу при тихом и умеренном ветре, характерном для суши. При этом уровень шума — один из важнейших параметров для наземных ветрогенераторов — также остался на допустимом уровне. В конце 2018 г. начались мероприятия по установке и вводу нового ветрогенератора в промышленную эксплуатацию. А уже в апреле «зеленый» великан «отдал» во внешнюю электрическую сеть свои первые киловатты.
Директор европейского подразделения GE Onshore Wind Питер Уэллс рассказывает: «Это и в самом деле поражает. Доработка платформы заняла сравнительно небольшое время и открыла потребителям расширенные возможности [использования энергии ветра – прим. ред.]. Модель уже получила целый ряд положительных откликов, а ее потенциал заслужил высокую оценку».
Помимо двухсекционной конструкции лопастей Cypress-5,3 обладает еще рядом важных достоинств. Среди них — возможность корректировки настроек ветрогенератора. По словам Питера Уэллса, варьировать настройки Cypress можно в зависимости от особенностей ландшафта и ветрового режима, степени удаленности от населенных пунктов и допустимого уровня шума, а также исходя из требований регулятора. Изменению поддаются и такие технические параметры как номинальная активная мощность установки, высота ее башни и диаметр ротора.
По оценкам экспертов, одним из основных потребителей ветрогенераторов Cypress может стать Германия. Установленные здесь 30 000 наземных ветряных турбин производят около 15 процентов электроэнергии в стране. Только в 2018 году на ветряных электростанциях ФРГ было выработано 90 тераватт-часов электроэнергии, что достаточно для электроснабжения всей Чехии или Бельгии.
Помимо европейских государств, широкие перспективы использования ветрогенератора открываются и в Азии, Австралии и Америке. Как подчеркивает Андреас Йоргенс, двухсекционная конструкция лопастей делает актуальным использование ветрогенератора, например, в условиях ограниченного пространства. Нередко высокая стоимость земли или жесткие требования экологического законодательства приводят к возникновению «дефицита территории». В этом случае Cypress-5.3 послужит выходом из положения. Установка поможет максимизировать производство электроэнергии и сократить число эксплуатируемых объектов. Судите сами: по сравнению с ветрогенератором GE мощностью 3 МВт, новая модель Cypress обеспечивает увеличение годовой выработки электроэнергии на 50%.
Еще одно преимущество Cypress-5.3 перед платформой 3 МВт — безусловная экономичность. Его использование позволяет добиться существенного снижения такого важного показателя как нормированная стоимость электроэнергии (Levelised Cost of Energy — LCOE). Это один из ключевых параметров в электроэнергетике, отражающий объем затрат на производство электроэнергии на протяжении всего срока службы генерирующего актива. Сокращение этого параметра позволит генерирующим компаниям выступать с конкурентоспособными предложениями на аукционных торгах по отбору проектов ВИЭ и успешно конкурировать с солнечными, гидро- и биоэлектростанциями. В долгосрочной же перспективе подобная экономия обернется для производителей электроэнергии миллиардами долларов дополнительного дохода ежегодно.
Пока же в активной стадии находятся сертификационные испытания нового ветрогенератора. После их завершения начнется этап его коммерческого внедрения. Специальные стендовые испытания проходят и его лопасти. Подобно крыльям авиалайнеров, они тестируются на предмет устойчивости к нагрузкам, надежности, гибкости и прочности. «Испытания идут полным ходом, — говорит Йоргенс. — И честно могу сказать, что просто здорово ощущать себя частью единой команды профессионалов, которым всего за 18 месяцев удалось воплотить в жизнь идею создания одной из самых совершенных ветроустановок современности».
Фото предоставлены GE Renewable Energy.