ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА | Sineps invest

ВЕТРОЭНЕРГЕТИКА

Изменения возможны. К 2050 году почти 80 % мировой потребности в энергии может быть получено из возобновляемых источников энергии – такое заключение делает по результатам одного из исследований Всемирный совет по климату IPCC. Только одна сила ветра может обеспечить 20% будущего возобновляемого энергетического коктейля. Сегодня во всем мире сила ветра используется для производства всего 0,2 % энергии, которая покрывает только 2% потребности в электрическом токе - значение, которое будет расти быстрыми темпами.

Экономический кризис не смог надолго остановить тенденцию перехода к ветроэнергетике. На конец 2010 года в эксплуатации находились ветряные электростанции с установленной мощностью 195 ГВт, на 35 гигаватт больше, чем годом ранее. В 2011 году Всемирная ассоциация ветровой энергетики рассчитывает на увеличение мощности еще на 40 гигаватт.

Наиболее быстро ветровая энергетика развивается в Китае, где, начиная с 2005 года, установленная мощность ветряных электростанций ежегодно удваивается. Китай со своей суммарной мощностью 42 гигаватта опередил США с их 40 гигаваттами, только за прошлый год были установлены 16,5 ГВт. Далее следуют: Германия -27, Испания - 20 и Индия - 13 гигаватт.

Не все зависит только от размера установок, и это наглядно доказывает Испания со своим более молодым по сравнению с Германией поколением ветряных электростанций. С меньшей суммарной установленной мощностью Испания произвела в 2010 году - также и за счет более благоприятной ветровой ситуации – значительно больше электроэнергии, чем Германия (около 43 000 гигаватт-часов) и покрыла 16,4% национального спроса на электроэнергию. Германия насчитала 36 500 гигаватт-часов, или 6,2% потребления электроэнергии в стране. Однако, с учетом размера страны, лидером остается Дания. Нигде не производится больше ветровой энергии на душу населения.

Большой потенциал для дальнейшего развития ветроэнергетики предоставляет Юго-Восточная Европа. Делать ставку на возобновляемые источники энергии имеют основание особенно те страны, чьи потребности в энергии в ближайшие несколько лет с ростом экономики сильно возрастут. В Хорватии на конец 2010 года было установлено всего 89 мегаватт ветряной энергии, в Венгрии - 295, в Словакии не более 3 мегаватт. Такие страны, как Болгария и Румыния в последние годы используют немного больше энергии ветра, сильно прибавила в последнее время Турция. "По прогнозам в 2015 году объем рынка возобновляемых источников энергии Юго-Восточной Европы составит чуть более семи миллиардов евро, - говорит Генрих Хаумер, директор дивизиона возобновляемой энергетики кластера Центральной и Восточной Европы, Siemens. - Большая часть придется на ветроэнергетику.

Динамика развития ветроэнергетики нарастает, поскольку среди новых экологически чистых источников энергии она является наиболее технически зрелой и конкурентоспособной. Катастрофы, наподобие японской АЭС Фукусима, постоянко растущие цены на нефть, глобальное обязательство по резкому снижению выбросов СО2 и требования ЕС, перевести к 2020 году пятую часть производства энергии на возобновляемые источники, только еще более ускорит эту тенденцию. "С нашим портфелем заказов более чем на десять миллиардов евро и быстрым расширением нашей международной производственной базы мы в состоянии стать до 2012 года одним из трех ведущих мировых поставщиков ветровых турбин", - говорит Вольфганг Деен, глобальный шеф энергетического сектора компании Siemens.

Прибрежные районы особенно привлекательны для строительства ветряных электростанций. Преимущества оффшорных ветряных электростанций очевидны: По сравнению с глубинными районами суши на море преобладают более сильные и равномерные воздушные потоки. Однако строительство и эксплуатация установок в открытом море предъявляет особые требования к прочности ветровых турбин. Чем дальше от побережья, тем глубже морское дно, враждебнее среда, тем больше нагрузка на технику. Масштабная задача – начиная с транспортировки и установки, подключения к сети и заканчивая сервисом и ремонтом.

Поэтому и ведутся работы по всем направлениям развития технологий, начиная с большей индустриализации строительства морских установок и заканчивая разработкой интеллектуальных систем датчиков для мониторинга этих установок. Одним из самых интересных исследовательских проектов на сегодняшний день являются плавающие ветряные электростанции, разработанные Siemens в сотрудничестве с норвежской энергетической компанией Statoil, которые позволяют отвоевывать для ветряной энергетики новые территории. Первый прототип уже работает на норвежском побережье. Сердцем электростанции является 120-метровый плавучий элемент из стали, бетона и балластной емкости, которая погружает конструкцию на такую глубину, чтобы ее центр тяжести находился ниже поверхности воды на достаточном уровне. Это должно защитить от качки даже при высоких волнах. Чтобы платформа не оторвалась, ее закрепляют гибкими стальными тросами на якоре на морском дне. Исследователи надеются, что таким образом ветровые турбины можно будет надежно устанавливать на глубинах до 700 метров.

Существуют мощные электростанции, которые установлены в море вокруг Европы, особенно в Великобритании и скандинавских странах. Даже в Германии делается все большая ставка на оффшорные ветряные электростанции. В целом, потенциал ветроэнергетики в открытом море в Европе оценивается в 100 ГВт, из них на сегодняшний день используется только 2%. Европейская ассоциация ветроэнергетики (EWEA) прогнозирует, что к 2020 году будет доступно до 40 ГВт установленной мощности оффшорных электростанций. И, конечно, здесь необходимо больше использовать потенциал побережья США и Китая.

Следовательно, окончания бума на оффшорную ветроэнергетику не предвидится. Несколько крупных проектов находятся в стадии разработки, в последнее время Siemens, лидер на рынке оффшорного бизнеса, получил заказ на оффшорный ветропарк Borkum Riffgrund. Здесь, в 55 км от немецкого побережья Северного моря, на глубине около 30 метров будет установлено 89 ветровых турбин с диаметром ротора 120 метров. С 2014 года ветро-парк мощностью 320 МВт будет поставлять чистую электроэнергию почти 330 тыс. домохозяйств.

Несмотря на то, что производство экологичной энергии из ветра в открытом море имеет огромный потенциал и технические объемы, перспективы сухопутной ветровой энергетики не намного хуже. В Германии около 65 % потребности в электроэнергии могут быть покрыты за счет сухопутной ветроэнергетики. Таковы результаты исследования ветроэнергетики и ее системных технологий, представленного Институтом Фраунгофера в апреле этого года. Для этого не обязательно устанавливать ветровые турбины по всей стране. Двух процентов общей площади Германии будет достаточно, если устанавливать турбины мощностью 3 МВт с высотой ступицы в среднем 100 метров. В Австрии также есть регионы с почти идеальными климатическими условиями для строительства ветряных электростанций, например Вайнфиртель или Нордбургенланд. На начало 2011 года к энергосети в стране было подключено 625 ветровых турбин общей мощностью 1011 МВт, которые ежегодно производят около 2 100 гигаватт-часов электроэнергии – это потребности около 600 тысяч домохозяйств. Австрийская компания IG Windkraft подсчитала, что необходимо удвоить текущую установленную мощность, чтобы заместить импорт электроэнергии в объемах 2010 года (включая атомную энергетику). Ожидается, что в этом году будут установлены новые ветровые турбины суммарной мощностью 120 МВт: "Однако, хотелось бы достичь скорости увеличения мощностей предыдущих лет, которая составляла около 200 МВт в год," – говорит Стефан Мойдл, исполнительный директор IG Windkraft.

Прогресс последних лет сказался также и на стоимости крупных ветровых установок. Начиная с 1990 года, цены на ветровые турбины упали более чем на 30%, при значительном увеличении их эффективности. Первые ветряные электростанции 1980-х годов достигали номинальной мощности 55 кВт и производительности 35 000 киловатт-часов в год. Сегодня крупные установки имеют мощность 6 000 кВт и более, поставляют около 20 млн. кВт-ч электроэнергии, работают не только эффективней, но и тише и спокойней, а также лучше интегрированы в электросеть.

Ветровые турбины без редуктора от компании Siemens относятся к одним из последних технических новинок на рынке. Обычно редуктор преобразует низкое число оборотов ротора ветровой турбины в высокую скорость вращения для производства электричества. В системе без редуктора синхронный двигатель при помощи постоянного магнита преобразует движение ротора непосредственно в электроэнергию, что значительно повышает эффективность установки. Это означает больше мощности при меньшем весе, вполовину меньшее число компонентов и, с учетом меньшего количества вращающихся деталей, меньше затрат на обслуживание, что, в свою очередь, повышает прибыльность. В Дании и Норвегии уже эксплуатируются ветровые турбины без редуктора мощностью 3 МВт и диаметром ротора 101 метр, для ветряной электростанции Bison в США были заказаны пятьдесят таких новых турбин.

Однако существует и вторая модель нового поколения ветровых турбин, это установка мощностью 2,3 МВт с ротором диаметром 113 метров, рассчитанная для использования на более низких скоростях ветра. Вскоре должна появиться турбина 6 МВт подобной конструкции. Для новой турбины 2,3 МВт используется и новый ротор с лопастями длиной 33 метра. Лопасть B55-Quantum увеличивает площадь воздействия ветра и, одновременно, еще более снижает уровень шума.

Технический прогресс вызвал к жизни еще один интересный аспект ветроэнергетики: repowering - замена старых ветряных турбин новыми, более мощными и более эффективными установками. Удвоенная мощность, тройной выход электрического тока при вдвое меньшем числе установок на той же площади - такова распространенная формула замены. Это также означает, что для производства большего объема чистой энергии не обязательно должно быть больше ветровых турбин, чем есть сегодня. Простое повышение эффективности также дает очень много.

За одну плавку

Размеры огромны: Siemens производит в Дании лопасти ротора для огромных ветровых турбин длиной 52 метра и весом 16 тонн. Каждая лопасть должна на протяжении своего 20-летнего срока службы обеспечивать заданную клиентом производительность без дополнительной модернизации.

Несколько лет назад была разработана технология производства лопастей как цельной детали. Уникальная технология IntegralBlade позволяет обходиться без клеевых соединений. Лопасть не имеет стыковочных швов, в производственном цеху всегда чисто, рабочие не подвергаются воздействию вредных испарений. Лопасти формуют в специальных оболочках, заранее заполненных стекловолокном - волоконно-полимерным композитом. Лопасти ротора не содержат проблемного ПВХ и не создают сложностей с утилизацией после завершения 20-летнего срока службы. На 90% они состоят из этого же переработанного сырья. В целом, длинные лопасти содержат до двенадцати тонн стекловолокна. Для усиления конструкции внутрь между слоями пластика закладывают древесину. Заполняют воздухом внутренние воздушные карманы. Затем несколько тонн жидкой эпоксидной смолы заливают в пространство между карманами и стекловолокном. Она равномерно скрепляет обе поверхности лопастей. После этого конструкцию запекают при температуре 70°С в течение восьми часов.

С помощью этой технологии с момента строительства оболочки до плавки вместо нескольких дней проходит всего 48 часов. Затем лопасть юстируют, покрывают белым лаком, и спустя несколько недель она уже вращается в одном из ветропарков.


Публикация hi!tech (Siemens) 2/11

Ротатор проектов

Автомобильный завод «ЕВРОКАР» (г.Чоп, Закарпатская обл.)
«InterContinental» гостиница - 5 звезд (г.Киев)
«Шкода» Автосалон +СТО (г.Киев, Нивки)
Автосалон «Сеат» (г.Киев)
АБК «Автотрейдинг-Инвест» (г.Киев)
«Специализированый магазин по продаже рыбы и морепродуктов «Дары моря» (г.Киев)
Типография «Новий Друк» (г.Киев)
Спортивно-оздоровительный комплекс «Пятый Элемент» (г.Киев)
Центр семейного досуга «Дивосвит» (г.Киев)
Элитный жилой сектор «Воздвиженка» (г.Киев)
KNAUF Завод по производству гипсокартона (г.Киев и г.Солидар, Донецкая обл.)
ТОЦ «Ласточка» (г.Киев)
Завод «Пластмодерн» (г.Киев)
"Кока-Кола Бевериджиз Украина" (г.Киев)
Клиника «БОРИС» (г.Киев)
"УГМК" Украинская горно-металлургическая компания (пгт.Стоянка, Киевская обл.)
Каргилл (г.Донецк и г.Новая Каховка, Херсонская обл.)
«MAX WELL» (г.Борисполь, Киевская обл.)
LEITZ- инструмент (г.Киев)
«Славутич» (г.Запорожье)
Логистический центр «Чайка» (пгт.Чайка, Киевская обл.)
«Донецкая железная дорога» Реконструкция вокзального комплекса (г.Донецк)
Элитный жилой сектор «Владимирская, 38» (г. Киев)
Автомобильный завод «Богдан» (г.Черкассы)
Завод по производству кремниевых сплавов (г.Киев)
ВИТАВА - ООО"Световые технологии" (г. Славутич, Киевская обл.)
Алчевский металлургический комбинат (г.Алчевск, Луганская обл.)
«Укрсиббанк» (г. Киев)
«Техно-Николь» завод по производству минеральной ваты (г. Черкассы)
«Киевстар Дж.Ес.Ем» Дата Центр (г.Киев)
«МТС» (г. Киев)
«Шосткинский гормолкомбинат» (г. Шостка)
«Эридон» Элеваторы (Киевская обл. с. Ташань, с. Тышкивка и с. Почуйки )
ОАО «Полтавский горно-обогатительный комбинат» (г.Комсомольск, Полтавская область))
АТЗТ «Ен ЕС Ай Констракшн» (NSI Construction) Трансформаторная подстанция №6070 (г.Киев)
КП «Житло-Инвест-Буд»
Промышленно-строительная группа Ковальской (г.Киев)
ООО «Медицинская компания «Медикус» Офисные помещения и помещения для хранения медикаментов (г. Киев)
ООО «Центрэлектромонтаж» Кабельная линия 10 кВ (г.Киев, Подольский р-н)
ЗАО «Орлан» - Производственные помещения (г. Киев)
ООО «Терминалстрой» производственная база (г.Киев)
ООО «Строительно-комерческая фирма «Гранит» (г.Киев)
Магазин «Киянка» (г.Киев)
МВКП ООО «Фирма Анико», жилой квартал (г.Киев)
ООО «Жовтень» Торговый Комплекс (г. Киев)
ООО «Козаки» Гостиничный-ресторанный комплекс «Козацкий стан» (г.Киев)
ООО «Ред из» перепланировка нежилых помещений под ресторан (г.Киев)
АТЗТ «Декс» (г.Киев)
Военная часть Р-9163, административные и производственные строения военной части (г. Киев)
Строительная группа "Рубикон Трейдинг" (г.Киев)
Жилой дом с паркингом и встроенно-пристроенными помещениями – ЗАО «Планета-Буд» (г. Киев)
ООО «Амаркорд-Алекс»
Служба Безопасности Украины
Национальный университет физического воспитания и спорта Украины
ЗАО «А.Е.С. Киевоблэнерго»
ЗАО «Экологоохранная фирма «Креома-Фарм»
ПБК «Укрмонолитспецстрой»
АЕК «Киевэнерго» филиал «Кабельные сети Киевэнерго»
ООО «Сипан» Lafarge Щебень Украина
ЗАО «Крафт Фудз Украина»
"КЖБК" Киевская жилищно-строительная компания
ЗАО «НКМЗ» Новокраматорский машиностроительный завод
ООО «Теплицы Украины» (г.Киев)
Филиал ДП «Антонов», «Серийний завод «Антонов»
Санитарно-эпидемиологическая станция МОЗ Украины
Международный терминал аэропорта «Киев» (Жуляны)
ПС 110/10 «С.Петровцы»
Административное здание по ул.Кудрявский спуск (г.Киев)
КНС «Берковецкая» (г.Киев)
«Инвестиционная строительная группа»
Компания «Авто Актив» (Infiniti)
Банк "Финансы и кредит"
ЛЭП 35 кВ (с.Петровцы)
БЦ «Премиум центр»
Коттеджный городок «Родная Гавань»
Торгово Развлекательный Комплекс на Берковецкой
Коттеджный городок «Днепровская волна»
ТРЦ «Магеллан» (г. Киев)
Телевизионный съемочный павильон (г. Киев, Святошинский р-н)
ПС «Искорость»110кВ (г.Коростень, Житомирская обл.)
ЧАО «ФАРМАК» Модернизация компрессорной станции мощностью 2х250кВт (г.Киев)
Реконструкция ТП для Нового канала (г. Киев, ул. Тургеневская)
Гостиница «Опера» (г. Киев, ул. Богдана Хмельницкого, 53)
Частное предприятие «Олияр» (Львовская обл.. с. Ставчаны)
Завод титановых сплавов (г. Киев, ул. Новая, 1)
АК «Киевэнерго» Трансформаторная подстанция по ул. Борщаговская, 208
PARK AVENUE жилой центр (г. Киев, пр-т Голосеевский,60)
ОАО «Югцемент» Dyckerhoff AG (пгт. Ольшанское, Николаевская обл.)
Автоград (NIKO Motors) (г. Киев, ул. Богатырская)
Киевский телевизионный центр (г. Киев, ул. Мельникова, 42)
«Международный аэропорт «Львов» имени Даниила Галицкого» (г.Львов)
«Зуевский энергомеханический завод» (Донецкая область, г.Зугрэс)
Компания "Дискавери". Энергоснабжение автоматизированной буровой установки
ООО «Биогазэнерго» (Иванковский район, Киевской области)
ТЕПЛИЧНОЕ ХОЗЯЙСТВО «УКРАФЛОРА» (Винницкая обл., с. Дорожное)
Сеть продуктовых супермаркетов «Сильпо»
Сеть супермаркетов «НОВУС»
ПАО «Енакиевский металлургический завод»
Запорожская Атомная Электростанция (г.Энергодар, Запорожская обл.)
«Мироновский хлебопродукт» Птицефабрика «Винницкий бройлер» г.Ладыжин, Винницкая обл.