И ВСЕ-ТАКИ они ВЕРТЯТСЯ!
Р
■ I I ■
Г. С. ДМИТРИЕВ
оссия еще не может похвастать тем, что каждый россиянин видел в своей жизни ветроэнергетическую установку (ВЭУ) "живьем". У нас значительно больше людей, ездивших на московском или питерском метрополитене, чем тех, кто хоть раз постоял рядом с современной ветроэнергетической установкой. Впечатление от этого огромное. Издалека ВЭУ видится очень изящной - тоненькие палочки башен с пропеллерами, а вблизи - красиво, медленно, практически беззвучно вращающийся ротор, в каждом взмахе лопастей которого чувствуется мощь. Но ВЭУ не такие хрупкие, какими кажутся на первый взгляд, особенно издалека. И не так просто ее свалить или разогнать ротор рабочего колеса так, чтобы у него оторвалась лопасть.
Необходимо отметить, что именно потому доктрина децентрализованного энергоснабжения нашла так много приверженцев в Европе, что ураган или даже взрыв бомбы может вывести из строя одну или несколько ветроустановок, но не может полностью разрушить целый ветропарк хотя бы из 16 ветроустановок, возведенных на обширном прост-| ранстве (фото 1), как, например, норвежский ветропарк, расположенный у § мыса Нордкап. В то время как неболь-| шая авария на паропроводе тепловой электростанции может привести к ее | полной остановке.
® Автором настоящей статьи достаточ-1 но долгое время отслеживается разви-| тие ветроэнергетики в Европе и в мире, £ в том числе и инциденты, связанные с | частичным или полным разрушением усЛ тановок. Тема эта имеет большое практическое значение для западных энергетиков, а для российского читателя, в том числе и специалиста, пока может
служить только предметом для возможной дискуссии о минусах возобновляемой энергетики. Сообщения об авариях ВЭУ рождают у российского читателя, и без того с недоверием относящегося к такому "легковесному" объекту, как ветер, полную уверенность в ненадежности возобновляемых источников энергии и, в частности, использующих энергию ветра. И это недоверие не только из-за неустойчивости самого ветрового режима, но и, более того, из-за кажущейся ненадежности ВЭУ. Но это далеко не так.
Общий менталитет российских энергетиков, сформированный еще в советские времена, ориентирован если не на отрицание роли нетрадиционных, относительно маломощных источников энергии, то на их недооценку в пользу гигантов традиционной энергетики. Между тем на грани веков ветроэнергетика из маргинальной отрасли малой энергетики превратилась в равноправного члена энергетического сектора многих стран мира и в наиболее быстро развивающуюся отрасль промышленности - ско-
Фото 1.
Общий вид крупнейшей в Норвегии ветрофермы Havoysund из 16 ВЭУ типа Мо^ех 80.
14
© Г. С. Дмитриев
Динамика роста установленных мощностей ветроэнергетических установок в некоторых странах мира
Страны Установленная мощность ВЭУ, МВт Общий индекс роста,%
Конец 1998 г. Конец 1999 г. Конец 2000 г. Конец 2002 г.
Германия 2874 4442 6107 12001 61
Испания 880 1812 2836 4830 76
США 2141 2445 2610 4685 29
Дания 1420 1738 2341 2880 26
Индия 992 1035 1220 1702 19
Нидерланды 379 433 473 686 19
Великобритания 338 362 425 552 17
КНР 200 262 352 468 31
Греция 55 158 274 358 87
V_У
рость ее развития равна скорости развития систем телекоммуникации.
Позволим себе напомнить современное положение с ветроэнергетикой в мире. На 31 декабря 2002 г. суммарная установленная мощность ВЭУ в мире составила 32037 МВт. К 2007 г. ожидается ее рост до 83317 МВт. Правда, до сих пор прогнозы развития ветроэнергетики отставали от ее реального развития. В таблице приведена динамика роста установленной мощности в передовых странах за последние годы.
Считая, что средняя единичная мощность ВЭУ составляет в настоящее время около 800 кВт, число их в мире может составить более 40000 штук. Скорее всего, их численность будет оставаться на этом уровне, так как происходящий быстрый рост суммарной установленной мощности ВЭУ за последнее время совпадает с так называемым процессом "re-power" - заменой морально устаревших, относительно мелких агрегатов современными крупными (в два и более раз мощными). Как правило, новые мощные ВЭУ устанавливаются на тех же
местах, где стояли старые. Причина этого - значительные трудности в получении разрешения на строительство новых ВЭУ практически повсюду в Европе, тогда как установка нового агрегата на старом месте значительно облегчена. Но иногда и на старом месте разрешено возводить ВЭУ не более чем определенной, заранее оговоренной мощности.
Единичная мощность агрегатов за последнее десятилетие значительно выросла. Если в 90-х гг. XX века ВЭУ мега-ваттного класса только начинали производить немногие фирмы, то сейчас происходит так называемая "гонка гигантов". В Германии обостряется соперничество между "сверхгигантами" ветроэнергетики - установками мощностью в несколько мегаватт.
Размеры разработанной фирмой Епегсоп ВЭУ типа Е-112 превышает размеры всех существующих до сих пор. Диаметр
Фото 2.
Первый действующий прототип крупнейшей в мире ВЭУ Е112 производства фирмы "Энеркон".
ее ротора составляет 112 м, а высота оси ветроколеса - 120 м. Установка без-редукторная, ее мощность - 4.5 МВт (фото 2). Каждая лопасть имеет массу 20 т и доставлялась на барже по отдельности.
Фирма GE Wind Energy GmbH испытывает в настоящее время ВЭУ GE 3.6 с диаметром ветроколеса 100 м для установки в море, но делает это сначала на берегу. Эта ВЭУ была возведена в мае 2002 г. в местечке Барракс (между Мадридом и Валенсией, Испания). Новыми машинами потеснены позиции датских фирм Vestas Wind Systems и NeG Micon. Фирма Vestas недавно возвела ВЭУ V90 мощностью 3 МВт, которая войдет в серийный выпуск в 2004 г. Мировым, наиболее продаваемым лидером продолжает оставаться несколько меньшая по размеру модель V80 мощностью 2 МВт. Их общее проданное количество далеко превысило 100 шт. В середине августа 2002 г. была возведена последняя из 80 ветротурбин этого типа в составе ветро-фермы Horns Rev у побережья Дании в Северном море.
Ветроэнергетика занимает все более значимое место в структуре энергетики многих стран мира. Даже если бы ежегодно в результате бурь и ураганов уничтожалось до 10 ВЭУ, это составляло бы только 0.025% всей их численности! Но даже этих долей процента не составляют неприятности, приносимые сильными ветрами. Конечно, и эксплуатационники, и производители, и страховые компании стараются вести статистику происшествий с ветроагрегатами, но их количество з слишком велико и они слишком рассея-£ ны по миру, чтобы вся статистика могла I быть быстро собрана в немногих цент-§ рах. Однако наиболее "нашумевшие" ин-" циденты в ВЭУ фиксируются заинтере-I сованными лицами и попадают в прессу. ® Один из таких инцидентов - вызванная I ураганом авария в самом крупном нор-Is вежском ветропарке Ellenstedt вблизи I мыса Нордкап.
1 Строительство ветофермы вблизи ма-§ ленького поселка Havoygavlen (провин-" ция Финмарк) началось 2 апреля 2002 г. и закончилось 22 августа 2002 г. За это время были возведены 16 ВЭУ типа Nоr-
dex N80 единичной мощностью 2.5 МВт. Ветропарк расположен на высотах от 250 до 280 м над уровнем моря. Срок строительства, при всей его краткости, нельзя назвать рекордным. Потребовалось почти пять месяцев на возведение 16 агрегатов, или почти по 10 дней на агрегат. Это при том, что в Европе на возведение подобного агрегата затрачивается около 7 дней! Таким образом, появилась самая крупная в мире ветроферма суммарной мощностью 40 МВт, расположенная на 71° северной широты. Ожидаемая годовая выработка ветрофермы составит 120 млн. кВт • ч.
Норвегия на 99.8% пользуется электроэнергией, выработанной гидроэлектростанциями. Несмотря на это, созданное в марте 2001 г. Агентство ENOVA направляет национальную энергетическую политику на продвижение нетрадиционных и возобновляемых источников. До пуска ветрофермы в провинции Финмарк полная установленная мощность ВЭУ в Норвегии составляла 17 МВт, и в стране было всего 28 ВЭУ. Одной из задач агентства ENOVA является достижение годовой выработки за счет энергии ветра в 3 млрд. кВт • ч к 2010 г. Проекты пяти других вектроферм уже одобрены, их общая выработка составит 605 млн. кВт • ч.
Владельцем и оператором крупнейшей ветрофермы Норвегии является совместное предприятие Arctic Wind, в составе которого крупнейший норвежский конгломерат Norsk Hydro, нидерландская энергетическая компания Nuon и норвежская фирма Norsk Miljokraft.
Все установки были возведены так называемым методом внутреннего крана, оборудование для которого доставили один раз и по окончании строительства увезли. Этим удалось избежать необходимости доставки больших подъемных машин и прокладки высококачественных дорог.
Что же случилось на ветроферме во время урагана? Одна из 16 ВЭУ типа Nordex N80 полностью лишилась своего ротора. Причиной этого стало то, что резервные батареи для регулирования угла поворота лопастей были изолированы от возможной зарядки испорченной
прокладкой, и таким образом перестала обеспечиваться их подзарядка. Ветро-турбина мощностью 2.5 МВт автоматически оповестила об этом местный эксплуатационный персонал, но по необъяснимой причине рабочие фирмы Nordex игнорировали сообщение не один, а целых два раза!
Вскоре после этого при скорости ветра от 15 до 20 м/с ветротурбина отключилась от сети и был дан сигнал на останов. Так как батареи были разряжены, не удалось развернуть лопасти в ступице в нейтральное положение, и ветровое колесо продолжало разгоняться. При скорости 44 об/мин, то есть более чем вдвое выше максимальной проектной скорости (19.2 об/мин), лопасть зацепила верхнюю часть башни и полностью срезала гондолу.
Персонал фирмы немедленно проверил все остальные машины N80 и убедился, что с ними все в порядке. Норвежцы, которые только что приняли ветро-парк в эксплуатацию, были заинтересованы пустить сломавшуюся турбину в работу как можно быстрее. Но из-за зимних условий 2002-2003 г., обилия снега и льда это было довольно затруднительно.
Эксплуатационниками был сделан вывод, что основной причиной потери машины явился человеческий фактор. Практически пострад
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.