В конце ноября прошло одно из самых важных мероприятий в ветровом календаре Европы – выставка и форум Wind Europe в Амстердаме, собравшие более восьми тысяч участников. На форуме обсуждались вызовы и направления развития отрасли, а на выставке представили последние инновации и разработки.
Проще, мощнее, дешевле
Не секрет, что за последние несколько лет цена технологий возобновляемой генерации – солнечной и ветровой – значительно снизилась. Если цены в солнечной энергетике за 5 лет упали чуть ли не в пять раз, то ветровая демонстрировала куда менее интенсивную динамику. По оценкам экспертов снижение составило всего порядка 10-15%.
Производители ветроэнергетического оборудования решительно намерены преодолеть разрыв. В этом их стимулирует постепенное снижение поддержки возобновляемой энергетики в странах Европы, а также новые долгосрочные ориентиры развития. Цель, которую себе ставили европейские страны 10 лет назад – 20%-я доля возобновляемой энергетики к 2020 году – в большинстве государств выполнена и перевыполнена. Впереди новая планка – доля ВИЭ в 35% к 2030 году. После посещения Wind Europe она выглядит вполне реалистичной. Научная мысль и ее практическое воплощение впечатляют. Если обобщить, то наработки в основном служат трем задачам: сделать ветроэнергетику дешевле и доступнее, эффективнее, а также проще в эксплуатации. Вот несколько примеров.
Самая легкая ветроэнергетическая установка в мире
Одна из сложностей строительства ветроэлектростанций – это доставка и монтаж крупногабаритных элементов ветроэнергетических установок (ВЭУ). Европейцы подошли к решению вопроса весьма креативно. Например, компания MegaWindForce создала самую легкую из ветротурбин, которые когда-либо видел мир. ВЭУ сделана из углеродного композита. Ее вес – порядка 90 тонн, что в 4 раза меньше веса стандартной турбины из стали. Это означает, что стоимость капитальных затрат, затрат на транспортировку и монтаж подобной турбины будут значительно ниже, чем у стальной. Установленная мощность одной ВЭУ– 5 МВт. Для сравнения, самая крупная ветротурбина, установленная в Украине не достигает и 4 МВт.
Самая легкая турбина в мире
Ветровая турбина спроектирована и запатентована кольцевой конструкцией. Без основного ведущего вала и тяжелой гондолы, кольцо равномерно распределяет входящие силы. Срок ее службы – 30 лет. Углеродный материал не подвержен воздействию внешних коррозийных воздействий, таких как соль, дождь или окисление.
Роботы-терапевты и уборщики
Далеко не каждый владелец ветропарка может позволить содержать команду инженеров, предоставляющих сервисные услуги по осмотру, очистке и ремонту турбин. Теперь эти сервисы он может заказать у робота. Линейка роботов Argos основана на платформе с магнитной связью. За счет магнита робот, передвигаясь по принципу улитки, чистит башню и лопасти турбины от накопившейся грязи. Вся линейка Argos работает совместно с TSR Inspector – новейшим программным инструментом для восстановления лопастей ВЭУ, разработанным компанией TSR и Мадридским университетом (UPM). Он выполняет анализ состояния лопастей, определяет повреждение и его точное местоположение. TSR Inspector действует как веб-платформа, которая составляет подробный анализ состояния турбины с фотографиями повреждений и выдает диагноз: что нужно заменить или отремонтировать.
Робот-терапевт
Строим и монтируем "по-новому"
Одни из ключевых элементов строительства ветроэлектростанции – это заливка фундамента под турбину и монтаж башни и лопастей ветротурбины. Ранее это требовало привлечения дефицитной крупногабаритной техники. Например, на Ботиевской ветроэлектростанции, сваи под фундаментами ветроустановок уходят под землю на глубину до 29 метров, что равно высоте девятиэтажного дома. Не так-то просто создать такую конструкцию. Теперь появились альтернативы, значительно упрощающие и удешевляющие строительство. Например, установка фундаментов с использованием железобетонных сборных элементов, которые изготавливаются по месту – на строительной площадке, с использованием анкерных блоков большей высоты.
Новый фундамент
Подход значительно отличается от привычной нам конструкции полностью монолитного фундамента округлой формы. Помимо снижения капитальных затрат это решение позволяет увеличить выработку электроэнергии на 1,5%- 2,5%. Почему так? Все просто: согласно этой технологии, отметка узла стыковки башни турбины с фундаментом выше обычного до 6 метров. Чем выше турбина, тем эффективнее она использует ветровые потоки.
Для установки самой башни и лопастей мы всегда использовали огромные краны. Аренда такого оборудования обходится дорого. Например, кран для строительства Ботиевской ВЭС мы привозили из Европы. В Нидерландах предлагают альтернативу. Компания Lagerwey тестирует первый в мире подъемный кран, действующий по принципу ступеней, на самой высокой наземной турбине, установленной в Голландии.
Кран монтирует башню ветряных турбин, а затем использует ее как ступеньку, чтобы подняться вверх. Это решает проблему большого транспорта и длительных сроков сборки гигантских кранов. Особенно он будет полезен для установки высокомощных ветряных турбин в море, поскольку не требуются большие строительные суда для подвоза техники.
Инновации призваны сделать ветровую энергию проще в использовании, повысить ее эффективность и снизить капитальные затраты на строительство ВЭС. Это ключевой и долгосрочный тренд в Европе. В отличие от солнечных, ветровые электростанции гораздо сложнее с точки зрения строительства и эксплуатации. Ветротурбину не поставишь на крыше как солнечную панель. Процесс намного сложнее. Поэтому новые разработки стремятся максимально упростить эксплуатацию и строительство ветроэлектростанций.