Ветер энергоперемен
ТЕХНОЛОГИИ / #6_2018
Фото: Flickr.com, Mbrenewables.com, Lagerwey.com, Росатом
Возобновляемая энергетика во всем мире развивается бурными темпами. На развитие глобального рынка возобновляемых источников энергии (ВИЭ) влияют несколько основных факторов. Во-первых, стоимость технологий в секторе снизилась настолько, что ВИЭ могут конкурировать с традиционными углеводородами. Во-вторых, экологические проблемы, в частности глобальное изменение климата, формируют государственную политику в отношении ВИЭ, благодаря чему отрасль получает поддержку в разных странах. Кроме того, развитие «зеленой» энергетики привело к формированию новых, высокотехнологичных промышленных кластеров.
Самый быстрорастущий сегмент этого рынка — ветрогенерация. Общая установленная мощность ветряных электростанций (ВЭС) в мире опередила атомную генерацию, составив 539 ГВт в 2017 году (против почти 400 ГВт атомной установленной мощности).
При этом в большинстве стран, которые сегодня развивают ВИЭ, нет дефицита электроэнергии. Энергопотребление не растет в Соединенных Штатах Америки, в развитых европейских странах — даже снижается. Исключение из этого правила — разве что Индия. Таким образом, развитие ВИЭ — это не вопрос покрытия дефицита электроэнергии. Речь идет об изменении структуры генерации.
Уровень развития ВИЭ — в какой-то степени показатель промышленного и технологического развития, и возобновляемые источники энергии сегодня справедливо рассматриваются в качестве драйвера экономического роста (новые технологии, производства, наука, качественная занятость и т. п.).
«Атомный эксперт» детально разобрался в теме ветрогенерации и планах Росатома в новом перспективном направлении бизнеса госкорпорации.
При этом в большинстве стран, которые сегодня развивают ВИЭ, нет дефицита электроэнергии. Энергопотребление не растет в Соединенных Штатах Америки, в развитых европейских странах — даже снижается. Исключение из этого правила — разве что Индия. Таким образом, развитие ВИЭ — это не вопрос покрытия дефицита электроэнергии. Речь идет об изменении структуры генерации.
Уровень развития ВИЭ — в какой-то степени показатель промышленного и технологического развития, и возобновляемые источники энергии сегодня справедливо рассматриваются в качестве драйвера экономического роста (новые технологии, производства, наука, качественная занятость и т. п.).
«Атомный эксперт» детально разобрался в теме ветрогенерации и планах Росатома в новом перспективном направлении бизнеса госкорпорации.
ВЭС — некоторые факты
Ветроэлектростанции преобразовывают энергию ветра в электрическую энергию. ВЭС — это несколько ветроэлектроустановок (ВЭУ), объединенных в сеть. Места установки ветряков выбираются на основе предварительно проведенных ветроизмерений.
Мощность ветрогенератора зависит от скорости ветрового потока, диаметра ротора и площади лопастей.
Мощность ветрогенератора зависит от скорости ветрового потока, диаметра ротора и площади лопастей.
Первая ВЭС
Первая автоматически управляемая ветровая установка была построена в Кливленде, США, в 1887 году Чарльзом Брашем. Ее высота составляла 18 метров, вес — 4 тонны, мощность генератора — 12 кВт.
Ветроэнергетика в мире
Возобновляемая энергетика в мире
Как работает ветроэнергетическая установка
Чем выше, тем сильней
Немецкая компания Max Bögl Wind AG в 2017 году построила самую высокую в мире ветряную турбину. Опора имеет высоту 178 м, а общая высота башни с учетом лопастей составляет 246,5 м. Ветряк-рекордсмен расположен в немецком Гайльдорфе.
Он является частью группы из четырех других башен высотой от 155 до 178 м, на каждой из которых установлен генератор мощностью 3,4 МВт. В компании считают, что количество вырабатываемой энергии составит 10 500 МВт·ч в год. В сверхвысоких ветряках используется экспериментальная технология «водной батареи», то есть гидроаккумуляции энергии.
Резервуаром служит водонапорная башня высотой 40 м, которая связана с ГЭС, расположенной на 200 м ниже ветряков. Излишек энергии ветра используется для перекачивания воды против силы тяжести и ее хранения в башне. При необходимости вода высвобождается для подачи электрического тока. Для переключения между режимами хранения энергии и ее подачи в сеть требуется всего 30 секунд. Емкость резервуара составляет 70 МВт·ч, чего хватило бы среднему американскому домохозяйству на семь лет.
Прибавка одного метра к высоте ВЭС увеличивает годовую выработку энергии на 0,5−1% за счет пониженной турбулентности и более высоких скоростей ветра.
Он является частью группы из четырех других башен высотой от 155 до 178 м, на каждой из которых установлен генератор мощностью 3,4 МВт. В компании считают, что количество вырабатываемой энергии составит 10 500 МВт·ч в год. В сверхвысоких ветряках используется экспериментальная технология «водной батареи», то есть гидроаккумуляции энергии.
Резервуаром служит водонапорная башня высотой 40 м, которая связана с ГЭС, расположенной на 200 м ниже ветряков. Излишек энергии ветра используется для перекачивания воды против силы тяжести и ее хранения в башне. При необходимости вода высвобождается для подачи электрического тока. Для переключения между режимами хранения энергии и ее подачи в сеть требуется всего 30 секунд. Емкость резервуара составляет 70 МВт·ч, чего хватило бы среднему американскому домохозяйству на семь лет.
Прибавка одного метра к высоте ВЭС увеличивает годовую выработку энергии на 0,5−1% за счет пониженной турбулентности и более высоких скоростей ветра.
Заразительный пример
В апреле 2018 года компания Apple объявила, что ее помещения во всем мире полностью переведены на возобновляемые источники энергии, сообщается на сайте компании. В их число входят розничные магазины, офисы, дата-центры и арендуемые площадки в 43 странах, включая США, Великобританию, Китай и Индию.
В настоящее время компания Apple реализует 25 проектов по использованию возобновляемой энергии в разных странах мира. Они обеспечивают производство энергии мощностью 626 МВт. Еще 15 проектов находятся в разработке. Когда они будут воплощены, в 11 странах будет организовано производство более 1,4 ГВт экологически чистой энергии из возобновляемых источников.
В 2014 году все дата-центры Apple были полностью переведены на возобновляемые источники энергии. Начиная с 2011 года проекты Apple по использованию возобновляемых источников энергии позволили снизить объемы выбросов парниковых газов от предприятий по всему миру на 54% и предотвратить попадание более 2,1 млн тонн CO2 в атмосферу.
Источник: https://www.apple.com/ru/newsroom/2018/04/apple-no...
В настоящее время компания Apple реализует 25 проектов по использованию возобновляемой энергии в разных странах мира. Они обеспечивают производство энергии мощностью 626 МВт. Еще 15 проектов находятся в разработке. Когда они будут воплощены, в 11 странах будет организовано производство более 1,4 ГВт экологически чистой энергии из возобновляемых источников.
В 2014 году все дата-центры Apple были полностью переведены на возобновляемые источники энергии. Начиная с 2011 года проекты Apple по использованию возобновляемых источников энергии позволили снизить объемы выбросов парниковых газов от предприятий по всему миру на 54% и предотвратить попадание более 2,1 млн тонн CO2 в атмосферу.
Источник: https://www.apple.com/ru/newsroom/2018/04/apple-no...
Ветроэнергетика в России
Основные игроки российского рынка ветрогенерации
«Фортум» и Роснано
«Фортум» занимается ветроэнергетикой совместно с Роснано в рамках созданного Фонда развития ветроэнергетики.
По итогам отборов 2017–2018 годов Фонд получил право на строительство 1823 МВт ВЭС.
По данным Роснано, в рамках партнерства компании на паритетной основе собираются инвестировать в данные проекты совокупно 30 млрд руб.
Технологический партнер — датская компания Vestas. Локализация компонентов ВЭС будет происходить на заводе в Ульяновске.
«Фортум» занимается ветроэнергетикой совместно с Роснано в рамках созданного Фонда развития ветроэнергетики.
По итогам отборов 2017–2018 годов Фонд получил право на строительство 1823 МВт ВЭС.
По данным Роснано, в рамках партнерства компании на паритетной основе собираются инвестировать в данные проекты совокупно 30 млрд руб.
Технологический партнер — датская компания Vestas. Локализация компонентов ВЭС будет происходить на заводе в Ульяновске.
«Энел»
«Энел Россия» — дочерняя компания итальянской энергетической компании Enel Group — планирует строительство двух объектов ветрогенерации совокупной установленной мощностью 291 МВт. Разработка и строительство ветропарков будет осуществляться Enel Green Power, подразделением Группы Enel. Технологический партнер — компания Siemens Gamesa. Общий объем инвестиций —
порядка 405 млн евро.
«Энел Россия» — дочерняя компания итальянской энергетической компании Enel Group — планирует строительство двух объектов ветрогенерации совокупной установленной мощностью 291 МВт. Разработка и строительство ветропарков будет осуществляться Enel Green Power, подразделением Группы Enel. Технологический партнер — компания Siemens Gamesa. Общий объем инвестиций —
порядка 405 млн евро.
ГК «Росатом»
АО «НоваВинд» — новый дивизион Росатома, который занимается консолидацией усилий госкорпорации в передовых сегментах и технологических платформах электроэнергетики.
Компания объединяет ветроэнергетические активы Росатома и отвечает за реализацию стратегии госкорпорации в области ветроэнергетики. Технологический партнер Росатома — голландская компания Lagerwey. В ноябре 2017 года было создано СП с Lagerwey — Red Wind B. V.
Собственное производство компонентов ВЭУ в целях локализации будет запущено в Волгодонске, на производственных мощностях «Атоммаша».
К 2020 году степень локализации производства составит более 80%. Собственные ветроустановки Росатом намерен поставлять не только на российский рынок, но и за рубеж.
АО «НоваВинд» — новый дивизион Росатома, который занимается консолидацией усилий госкорпорации в передовых сегментах и технологических платформах электроэнергетики.
Компания объединяет ветроэнергетические активы Росатома и отвечает за реализацию стратегии госкорпорации в области ветроэнергетики. Технологический партнер Росатома — голландская компания Lagerwey. В ноябре 2017 года было создано СП с Lagerwey — Red Wind B. V.
Собственное производство компонентов ВЭУ в целях локализации будет запущено в Волгодонске, на производственных мощностях «Атоммаша».
К 2020 году степень локализации производства составит более 80%. Собственные ветроустановки Росатом намерен поставлять не только на российский рынок, но и за рубеж.
Из истории
Россия имеет богатую историю развития ветроэнергетики. В 1914—1918 годах русские ученые во главе с Н. Жуковским создают теорию ветродвигателей и теорию поведения лопасти в воздушном потоке, которые легли в основу современной аэродинамики. Уже в 1930-х годах страна имела первый в мире научно-исследовательский центр энергии ветра. В 1931 году в СССР около города Балаклава в Крыму была построена опытная ветроэлектрическая установка, имевшая ветроколесо диаметром 30 метров и асинхронный генератор мощностью 400 кВт. На тот момент в мире не существовало аналогов. В 1940—1950-х годах было выпущено более 40 тыс. ветродвигателей средней мощностью 50−100 кВт, которые применялись в колхозах и совхозах.
После энергетического кризиса 1973 года для экономии топливно-энергетических ресурсов в СССР была принята Государственная программа развития ветроэнергетики, которая начала успешно реализовываться с 1980-х годов, при полном государственном финансировании. Главной целью программы было создание ВЭУ мегаваттного класса и массового производства ВЭУ мощностью 100−300 кВт. В конце 1980-х была спроектирована и построена ВЭУ «Радуга‑1» мощностью 1 МВт.
Однако низкие цены на нефть и политические события 1990-х годов отодвинули развитие ветроэнергетики на второй план, что в конечном счете прервало развитие ветроэнергетической отрасли в России.
После энергетического кризиса 1973 года для экономии топливно-энергетических ресурсов в СССР была принята Государственная программа развития ветроэнергетики, которая начала успешно реализовываться с 1980-х годов, при полном государственном финансировании. Главной целью программы было создание ВЭУ мегаваттного класса и массового производства ВЭУ мощностью 100−300 кВт. В конце 1980-х была спроектирована и построена ВЭУ «Радуга‑1» мощностью 1 МВт.
Однако низкие цены на нефть и политические события 1990-х годов отодвинули развитие ветроэнергетики на второй план, что в конечном счете прервало развитие ветроэнергетической отрасли в России.
Планы Росатома в ветроэнергетике
АО «НоваВинд» — дивизион Росатома, который занимается консолидацией усилий госкорпорации в передовых сегментах и технологических платформах электроэнергетики. На данный момент компания объединяет ветроэнергетические активы Росатома и отвечает за реализацию стратегии госкорпорации в области ветроэнергетики.
Росатом определил ветроэнергетику как один из ключевых новых бизнесов. Госкорпорация до 2022 года введет в эксплуатацию около 1 ГВт ветроэнергетических установок (ВЭУ) в четырех регионах России.
Технологический партнер Росатома — голландская компания Lagerwey. В ноябре 2017 года было создано СП с Lagerwey — Red Wind B. V. Собственное производство компонентов ВЭУ в целях локализации будет запущено в Волгодонске, на производственных мощностях «Атоммаша».
Степень локализации производства ВЭУ и строительства ветроэлектростанций превысит 80 %. Собственные ветроустановки Росатом намерен поставлять не только на российский рынок, но и за рубеж.
Росатом определил ветроэнергетику как один из ключевых новых бизнесов. Госкорпорация до 2022 года введет в эксплуатацию около 1 ГВт ветроэнергетических установок (ВЭУ) в четырех регионах России.
Технологический партнер Росатома — голландская компания Lagerwey. В ноябре 2017 года было создано СП с Lagerwey — Red Wind B. V. Собственное производство компонентов ВЭУ в целях локализации будет запущено в Волгодонске, на производственных мощностях «Атоммаша».
Степень локализации производства ВЭУ и строительства ветроэлектростанций превысит 80 %. Собственные ветроустановки Росатом намерен поставлять не только на российский рынок, но и за рубеж.
Подробно о проектах:
Адыгея (Шовгеновский и Гиагинский районы)
Мощность: 150 МВт
Количество установок: 60
Ввод в эксплуатацию: начало 2019 года
Ветропотенциал площадки: 6,4 м/с
Годовая выработка электроэнергии (план): 354 млн кВт·ч
Годовой КИУМ ВЭС: >27%
Срок службы ВЭС: >20 лет
Объем инвестиций: до 20 млрд руб.
Мощность: 150 МВт
Количество установок: 60
Ввод в эксплуатацию: начало 2019 года
Ветропотенциал площадки: 6,4 м/с
Годовая выработка электроэнергии (план): 354 млн кВт·ч
Годовой КИУМ ВЭС: >27%
Срок службы ВЭС: >20 лет
Объем инвестиций: до 20 млрд руб.
Ростовская область
Идет поиск площадок для строительства ВЭС мощностью 100 МВт.
Идет поиск площадок для строительства ВЭС мощностью 100 МВт.
Краснодарский край (Темрюкский и Ейский районы)
Мощность: 200 МВт
Ввод в эксплуатацию: 2020 год
Инвестиции: 20,5 млрд руб.
Мощность: 200 МВт
Ввод в эксплуатацию: 2020 год
Инвестиции: 20,5 млрд руб.
Ставропольский край (Кочубеевский муниципальный район, Новоалександровский и Ипатовский городские округа)
Мощность: до 400 МВт
Ввод в эксплуатацию: после 2022 года
Инвестиции: 26 млрд руб.
Мощность: до 400 МВт
Ввод в эксплуатацию: после 2022 года
Инвестиции: 26 млрд руб.
Структура компании
Локализация производства компонентов ВЭУ
Производство основного оборудования Росатом организует на «Атоммаше» в Волгодонске (Ростовская область). Здесь по технологиям Lagerwey будет осуществляться изготовление гондол, ступиц, генераторов, систем охлаждения. Лопасти ветроколеса здесь же будет производить Umatex Group (композитная «дочка» Росатома).
На «Петрозаводскмаше» планируется осуществлять литье заготовок ступиц, рам гондол и роторов. Сборка гондол должна начаться в середине 2019 года, производство башен — в 2020 году.
В настоящее время Росатом реализует самую масштабную программу локализации ветроустановок в России.
На «Петрозаводскмаше» планируется осуществлять литье заготовок ступиц, рам гондол и роторов. Сборка гондол должна начаться в середине 2019 года, производство башен — в 2020 году.
В настоящее время Росатом реализует самую масштабную программу локализации ветроустановок в России.
Этапы локализации
Технология Lagerwey
Lagerwey — нидерландский производитель ветроэлектрических установок, технологический партнер Росатома. Имеет почти 40-летний опыт разработки, производства, эксплуатации, управления цепочкой поставщиков и послепродажной поддержки ветроустановок. Lagerwey обеспечит трансфер своих технологий по производству ветроустановок мощностью 2,5 МВт и 4,5 МВт.
ВЭУ Lagerwey — современная и наиболее перспективная технология ВЭУ с прямым приводом (без редуктора). Затраты на обслуживание ВЭУ с прямым приводом минимальны по сравнению с аналогичными затратами для других типов ВЭУ.
ВЭУ Lagerwey — современная и наиболее перспективная технология ВЭУ с прямым приводом (без редуктора). Затраты на обслуживание ВЭУ с прямым приводом минимальны по сравнению с аналогичными затратами для других типов ВЭУ.
Технические характеристики L100 2,5 МВт (по дизайну Lagerwey)
Привод
прямой (без редуктора)
Высота башни
75/99/135 метров
Мин. скорость ветра
2,5 м/с
Макс. скорость ветра
25 м/с
Диаметр ротора
100 м
Габариты гондолы
4,89×3,55×3,64 м
Масса гондолы
17 тонн
без генератора
Масса ступицы
20 тонн
Масса генератора
55 тонн
Суммарная масса
123,8 тонны
без башни, самая легкая и компактная в своем классе
Башня
cекционная модульная
прямой (без редуктора)
Высота башни
75/99/135 метров
Мин. скорость ветра
2,5 м/с
Макс. скорость ветра
25 м/с
Диаметр ротора
100 м
Габариты гондолы
4,89×3,55×3,64 м
Масса гондолы
17 тонн
без генератора
Масса ступицы
20 тонн
Масса генератора
55 тонн
Суммарная масса
123,8 тонны
без башни, самая легкая и компактная в своем классе
Башня
cекционная модульная
ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ НОМЕРА