Ветряная электростанция как работает: Моя Энергия: Как работает ветряная электростанция

особенности, цена, преимущества и недостатки.| UA Energy

К сожалению, ископаемое топливо не безгранично. С каждым годом запасов становится все меньше. Чтобы не наступил момент полного истощение ресурсов человечество дошло до альтернативной энергетики. Другими словами, теперь человек может получать электричество из энергии солнца, ветра, воды. В этой статье мы рассмотрим что такое ветряная электростанция и как она работает, какие типы ВЭС существуют, разберем все их достоинства и недостатки. Кроме того мы приведем примеры известных мировых и украинских производителей ветряков, которые можно найти на рынке.

Принцип работы ветровой электростанции

Вне зависимости от типа электростанции, ее принцип работы заключается в одном: поток ветра определенной силы раскручивает лопасти ветрогенератора. Буквально происходит следующее — подвижная часть вращается, передавая это же вращение непосредственно на генератор. Благодаря этому в системе и образуется электропоток. 

Далее он заряжает установленные аккумуляторы, которые подключены к инверторам. Они, в свою очередь преобразовывают полученный ток в обычное напряжение, которое необходимо для питания приборов, оборудования и техники. Для получения большего объема мощности отдельные ветрогенераторы соединяют в сеть, образуя при этом ветровую электростанцию.

Если же разделить ВЭС на два основных типа, то они бывают роторными и крыльчатыми. Первые оснащены вертикальной осью вращения, за счет чего более удобные в работе, малошумные и не привязаны к направлению ветра. Но, в свою очередь, роторные станции считаются менее эффективными и производительными и чаще всего устанавливаются на мелких, частных станциях.

Для выработки энергии в больших, промышленных масштабах, используют крыльчатые установки. Однако же в обслуживании и монтаже куда сложнее. Крыльчатые ветряки важно располагать в правильно направлении ветра для получения большей производительности.

Уcтpoйcтвo и виды вeтpoвых элeктpocтaнций

ВЭС вырабатывает электроток благодаря энергии ветра. Промышленные и крупные ветровые станции состоят из нескольких больших ветряков, которые соединены в одну сеть. Их мощности хватает для обеспечения электричеством сел, поселков и городов. Мелкие станции вырабатывают меньше мощности, но даже ее может хватить на удовлетворение энергопотребности небольшого массива. 

По функциональности ветровые электростанции можно разделить на:

• стационарные;
• мобильные.

В зависимости от расположения ВЭС бывают:

• наземные;
• прибрежные;
• плавающие;
• офшорные.

Также станции можно разделить по типу конструкции:

• роторные;
• крыльчатые.

Преимущества и недостатки ВЭС

Самым основным достоинством ветровой станции является независимость от ископаемого топлива. Для работы и генерации электричества ВЭС использую полностью бесплатный источник — ветер. К тому же, ветропарк не наносит природе никакого урона, как, например, гидроэлектростанции. То есть, можно сказать, что ВЭС — экологически чистая и безвредная методика получения энергии.

Однако можно выделить и некоторые недостатки, среди которых основным можно выделить высокую стоимость оборудования. В результате это влияет и на цену конечного продукта — ветровой энергии. Говоря о финансовой стороне стоит упомянуть долгую и практически отсутствующую окупаемость оборудования. Кроме того для сбережения энергии также требуется большое количество аккумуляторов, поскольку ветер не всегда есть, что провоцирует перебои в генерации. Среди минусов можно также назвать высокий шум от работы ветряков и низкий уровень КПД, который практически невозможно увеличить. 

Вeдyщиe мировые производители 

Поскольку рынок альтернативной энергетики непрестанно растет и развивается, существует огромное количество компаний, специализирующихся на строительстве ветрогенераторов. Среди большого количества компаний мы выделили пятерку самый популярных и надежных.

Датская компания Vestas

Предприятие Vestas Wind Systems A/S одним из первых начало производство, установку и обслуживание ветрогенераторов еще в 1986 году. С тех пор она добилась колоссальных успехов в отрасли альтернативной энергетики. Vestas являются одним из самых крупных застройщиков ветроэлектростанций. На счету предприятия около 10 тысяч МВт мощности со всех произведенных единиц.

Немецкое производство Nordex

Компания была основана в 1985 году, еще до того как в первой половине 90-х годов увеличился спрос на ветряные турбины в мире. С самого начала Nordex сосредоточились на больших и мощных турбинах. Всего за два года, в 1995, компания установила самую большую в мире ветряную турбину N54 на 1000 кВт. С серийно выпускаемыми мульти-мегаваттными ветряными турбинами Generation Gamma, компания может предложить высокоэффективные ветряные турбины для наземного использования. С 2013 года Nordex выпускает Delta Generation для сильных, средних и слабых ветров.

Немцы Superwind

Компания Superwind GmbH была основана в 2004 году после четырех лет успешных исследований, проектирования и испытаний. Ветрогенераторы предприятия запатентованы в мире микротурбин. С тех пор тысячи коммерческих турбин Superwind 350 и Superwind 1250 обеспечивали бесшумную и надежную генерацию электричества от ветра как на суше, так и на воде. Superwind GmbH является частной компанией, управляемой основателями Клаусом Кригером и Мартином ван Эгереном. Компания не стремится продавать акции или искать инвесторов.

Она просто разрабатывает, проектирует и производит свою продукцию наивысшего качества, чтобы удовлетворить потребности клиентов. Компания тесно сотрудничает с системными интеграторами и высококвалифицированными дистрибьюторами по всему миру.

Испанская компания Ecotecnia

Ecotècnia была производителем и установщиком ветряных турбин, основанным в 1981 году с главным офисом в Барселоне. Первым ветрогенератором компании была установка мощностью 30 кВт, разработанная в 1984 году при финансовой поддержке Министерства науки Испании. Со временем и активным развитием компания увеличила выходную мощность своей ветряной турбины до 1,67 МВт. А к 2007 году Ecotècnia установила ветряные электростанции с общей мощностью более 1 ГВт. Основным продуктом, которые завоевал весь мир, является морская ветряная турбина Haliade мощностью 6 МВт, одна из самых мощных турбин на Земле.

Французское предприятие Vergnet

Компания Vergnet, основанная в 1989 году, обладает более чем 25-летним опытом инженерного совершенства. Главный офис находится в Орлеане, Франция. В штате компании числится 166 сотрудников в 10 офисах по всему миру, работающих в более чем 40 странах. На сегодняшний день Vergnet установили более 900 ветровых турбин, выполнили более 45 МВт солнечных проектов и разработали ряд уникальных гибридных энергетических решений, включая первый в своем роде Hybrid Wizard™. Всемирная ветроэнергетическая ассоциация (WWEA) вручила Vergnet престижную премию World Wind Energy Award 2013, ежегодно присуждаемую отдельным лицам и организациям, которые внесли огромный вклад в использование энергии ветра во всем мире.

Украинские производители ветровых турбин

Украинское производство еще не настолько развито, чтобы конкурировать с иностранными компаниями. Однако одно из самых крупных производств ветряных мельниц не для промышленного использования принадлежит предприятию FLAMINGO AERO. Мощность из ветрогенераторов варьируется от 0,8 до 20 кВт. 

Также стоит выделить фирму Winder, которая уже на протяжении 14 лет обеспечивает ветряными генераторами частные дома и небольшие предприятия.

Но несомненным лидером украинского рынка смело можно назвать «Фурлендер Виндтехнолоджи». Они первые и единственные на территории стран постсоветского пространства, кто производит ветрогенераторы мультимегаватного класса. 

Самая большая электростанция

Самый крупный по габаритам и производимой мощности ветрогенератор в мире считается Энеркон Е-126 (Enercon E-126). Производитель гиганта — немецкая компания, специализирующаяся на проектировании, строительстве и монтаже ветровых электростанций. Первый такой ветряк был установлен еще в 2007 году в немецком городе Эмден. Тогда его мощность составляла 6 МВт. Позже, в 2009 году, провели модернизацию турбины, увеличив мощность до 7,58 МВт. Отметим, что какой бы ни был надежный ветрогенератор, его мощность все равно колеблется в зависимости от погодных условий.

Но что остается неизменным, так потрясающие размеры. Ветряк имеет высоту основной колонны в 135 метров, а диаметр подвижного ротора равен 127 метрам. То есть, если лопасть поднимается вверх, общая высота сооружения достигает 198 метров. А вес ветряка равен 6000 тоннам.

На фото ниже мы покажем размеры этого гиганта. На первой картинке может показаться, что лопасть ветряка просто огромна, однако это только ее половина. 

На втором фото представлена целая лопасть Энеркона. 

Также представлены фото, где ветряк можно сравнить с другими вещами, привычного нам размера.

Oбзop пoпyляpных моделей мировых производителей

Датская компания Vestas выпускает ветротурбину V112. Отличительной особенностью этой модели является то, что предприятие производит как морскую турбину, которую можно размещать на шельфовой зоне, так и береговую. Представляют собой турбины Vestas огромные промышленные ветряки, у которых диаметр ротора равен 112 метрам, а номинальная мощность — 3000 кВт. Ветряк функционирует на разной скорости ветра — от 4 до 23 м/с. Шесть таких ветряков были установлены в 2017 году во Львовской области, на ВЭС “Старый Самбор-2”.

Еще один промышленный ветряк, но уже украинского производства от компании “Фурлендер Виндтехнолоджи”. WTU-2.0 имеет номинальную мощность в 2 мВт, а диаметр ротора достигает 100 метров. Минимальная скорость ветра, при которой работает ветряк, 3 м/с, а максимальная — 25 м/с. 22 ветряка WTU-2.0 от “Фурлендер Виндтехнолоджи” были введены в эксплуатацию в Казахстане.

Немецкая компания Enercon выпускает три модели наземных ветряков E66 разной мощности: 1500 кВт, 1800 кВт и 2000 кВт. Диаметр их ротора неизменен, несмотря на разную производимую мощность, и равен 66 метрам. Трехлопастные ветряки работают при минимальной скорости ротора в 8 об/мин и максимальной в 22 оборота в минуту. 

Также в Германии есть предприятие, выпускающее небольшие ветряки, схожие больше для частного использования. Как пример — Nordex N27, которые включают в себя турбины разной мощности: 150 кВт, 225 кВт и 250 кВт. Диаметр роторной подвижной части достигает 27 метров. Это старые модели, которые теперь сложно найти на рынке новыми и продаются они в основном в состоянии б/у. Средняя цена варьируется между 22 и 25 тысячами евро.

Невероятную производительность также имеет ветровой генератор Siemens SWT-7.0-154. Его мощность достигает 7 МВт, а диаметр движущейся части — 154 метра. Гигант работает при минимальной скорости ветра в 3 м/с и при максимальной в 25 м/с. Трехлопастный ветряк работает на прямом приводе и на одном генераторе. Стоимость формируется индивидуально для заказчика, исходя из объемов производства и количества ветряков.

Ветровая энергия в России: почему у нас так мало ветряков

Как это работает

Ветряки преобразуют ветер в электроэнергию. Работают они по принципу мельницы, только более высокотехнологичной. Потоки воздуха крутят лопасти, и те вращаются в вертикальной плоскости. Таким образом возникает механическая энергия, энергия движения. А подключенный к устройству генератор уже вырабатывает электричество.

Чем выше ветряк, тем больше он производит электроэнергии. Высота столба — от 20 м, а самый высокий в мире ветрогенератор находится в Германии, в Гайльдорфе. Он вырос аж до 178 м.

Строительство ветрогенератора в Гайльдорфе. Фото: mbrenewables

Ветроэнергетику первым делом облюбовали страны, которые заботятся об окружающей среде: Дания, Германия, Испания, Ирландия. Оно и понятно: нет вредных выбросов и опасностей для флоры и фауны. Другое достоинство в том, что ветряки не требуют дополнительного топлива: платить нужно только за их постройку и обслуживание, так что это выходит дешевле, чем другие виды энергии. Хотя конечно, стоимость строительства и обслуживания ветроэлектростанций сильно варьирует в зависимости от многих факторов: место строительства, высота, материалы, дополнительное оборудование. 

Стоит заметить, что ветряки не так невинны: из-за них гибнут птицы и летучие мыши. Около тысячи в год погибают от одного генератора.

Главная проблема ветряков — внезапно — в том, что они работают лишь благодаря ветру. Так что местность для генератора нужно тщательно выбирать. Впрочем, и для этой проблемы уже нашли решение. Ветряки строят не только в полях, но и над гладью морской — в местах, где ветер дует практически непрерывно.

Фото: Florian Pircher с сайта Pixabay

При кажущейся простоте такого решения, ветрогенераторы — сложные и высокотехнологичные механизмы. Здесь нужно продумать все мелочи: сильный ветер может сломать лопасти, нагрузка на опорную конструкцию не должна быть критической, и нужна возможность остановить лопасти на время бури.

Дополнительного оборудования много, например, система тормозов. В России же пока просто не производят необходимого оборудования, а закупать его — слишком дорого. Только массовое производство ветряков поможет такому мероприятию окупиться, и то лишь в долгосрочной перспективе. Однако кое-какие шаги в направлении развития ветровой электроэнергетики Россия все же предпринимала раньше — и продолжает это делать.

Прошлое — далекое и не очень

В 1920-х годах в СССР уже начали разрабатывать предшественников сегодняшних ветряков для отдаленных районов. Работали они по гидравлическому принципу: ветер поднимал воду вверх по столбу, а затем она опускалась и крутила турбину. Так вырабатывался ток. Кстати, тот самый высоченный ветрогенератор в Гайльдорфе работает по тому же принципу.

В 30-х годах изобретатель Анатолий Уфимцев построил на собственные средства миниветроэлектростанцию. Она работала исправно несколько лет и снабжала электричеством его дом вплоть до смерти Уфимцева. В последующие годы в СССР продолжали выпускать ветряки, но с популяризацией топливной промышленности и строительством АЭС все меньше и меньше.

Ветростанция А. Г. Уфимцева — первая и единственная в мире, способная давать вполне выровненную электроэнергию от беспорядочных порывов ветра.

Писал в 1934 году Владимир Ветчинкин

Крупнейший советский учёный-механик в области аэродинамики

Ветростанция А. Г. Уфимцева в Курске. Фото: Википедия

Однако после 2000-х ветряками в России снова стали интересоваться. «Росатом» еще в 2017 году пообещал построить сеть ветряных электростанций по всей стране и таким образом «возродить отрасль». Помочь взялись в голландской компании Lagerwey. Однако специалисты выразили сомнение относительно проекта. Угнаться за постоянно растущим рынком и технологиями вот так сразу, с нуля, крайне тяжело.

Сегодня небольшие ветропарки раскиданы по всей стране. Один, например, есть в поселке Куликово Калининградской области. Существует он аж с 1998 года. Ветряки поселок получил в подарок от компании из Дании, и они работают до сих пор (хотя и не без инцидентов). Однако генерация энергии там небольшая, да и дачники строят дома слишком близко к турбинам, не понимая, что это опасно.

Ветряные электростанции недалеко от посёлка Куликово Калининградской области. Фото: Uritsk / Livejournal

В 2018 году самый крупный отечественный ветропарк открыли в Ульяновской области. Сделала это финская компания Fortum совместно с РОСНАНО. Промышленный парк настолько большой, что уже готов выйти на оптовые поставки энергии. Кроме того, при Ульяновском техническом университете открылась кафедра, где готовят специалистов в области электроэнергетики.

Какие могут быть проблемы?

В России существует сложная инфраструктура, которая обслуживает газовую и атомную отрасли энергетики. В этой области заняты тысячи людей. И просто так взять и сменить все это великолепие — пусть даже на более дешевую и экологически чистую — энергию мы не сможем.

Михаил Гусев, инженер подразделения «Электропривод» компании ABB, объясняет: «Россия не испытывает дефицита в электроэнергии. Большинство наших генерирующих предприятий работает ниже коэффициента использования установленной мощности. В арсенале наших энергетиков достаточную долю занимают АЭС и ГЭС, которые имеют ощутимо низкую удельную себестоимость производства электроэнергии по сравнению с генерацией на углеводородном сырье. Поэтому у нас нет острой потребности в развитии альтернативных источников энергии. Но в скором времени она появится, поэтому нужно вовремя начать развивать отрасль».

Отставание России по количеству ветропарков от США и Европы по-прежнему велико. По словам Владимира Максимова, руководителя департамента развития новых направлений бизнеса ООО «Тошиба Рус», основная причина такого положения вещей — в недостаточно эффективных мерах государственной поддержки сегмента ветровой энергетики. Впрочем, в сентябре прошлого года вышло постановление правительства, повышающее инвестиционную привлекательность строительства объектов, функционирующих на основе возобновляемых источников энергии. Это должно помочь.

«Еще одно существенное препятствие для развития ветроэнергетики в России — высокие требования по уровню местной локализации производства компонентов, который должен достигать 65%, — говорит Владимир Максимов. — Например, уровень локализации крупнейшего отечественного объекта, ветропарка в Ульяновске, составляет всего 28%. Проект спасло только то, что он был утвержден еще в 2015 году».

Промышленный ветропарк в Ульяновской области, построенный финской компанией Fortum. Фото: Twitter @ VostockCapital_

Другая проблема — тонкости нормативной базы. Михаил Гусев говорит: «Закон вынуждает рассматривать ветроустановку как уникальное сооружение из-за ее высоты, налагая ряд нелогичных ограничений. Например, есть требование обустраивать подъездные пути к ветряным электростанциям как автомобильные дороги. Все это ведет к увеличению стоимости ветряков. Но без удовлетворения нормативных предписаний объект не может быть введен в эксплуатацию».

Есть ли перспективы?

Тем не менее со стратегической точки зрения ориентация на импортозамещение должна принести плоды, считает Максимов. Так, в Ульяновске запускается предприятие по изготовлению лопастей для ветроустановок, а в Нижегородской области стартовало производство систем управления и охлаждения.

Российский потенциал ветроэнергетики оценивается экспертами примерно в пять раз выше, чем, например, германский.

Есть и потребность. «В России ветрогенераторные установки могут быть востребованы в регионах с децентрализованным энергоснабжением: в Бурятии, на Чукотке, на Сахалине, на Курильских островах, — говорит Иван Назаров, руководитель Инженерного центра НИЦ ‘ТехноПрогресс’. — На этих территориях электроснабжение потребителей не имеет связи с централизованной энергосистемой, а потому есть потребность в автономных источниках энергии. Пока в этих регионах в основном используются дизельные электростанции, конкуренцию которым могут составить альтернативные источники энергии».

Фото: PeterDargatz с сайта Pixabay

«До 2024 года эта отрасль сугубо дотационная, — говорит Михаил Гусев. — Однако и задачи стоят амбициозные: выйти на уровень локализации 65%. Это означает, что начнут работать предприятия по производству компонентов, будет адаптирована нормативная база, и главное — будут построены огромные мощности электроэнергетики. Помножив полученные компетенции на территорию нашей страны, где есть стабильный ветер, мы получаем безграничные перспективы. Главная цель для отрасли — стать конкурентной традиционным видам выработки электроэнергии».

Иван Назаров полагает: существует несколько векторов возможного развития России в области ветроэнергетики. Например, закупка и монтаж «под ключ» готовых зарубежных ветрогенераторных установок. Другой вариант — освоение западных технологий и организация с их помощью более масштабного производства на базе уже имеющегося в стране.

Это тоже интересно:

Схемы организации ветряных электростанций | Atmosfera™. Альтернативные источники энергии. Солнце. Ветер. Вода. Земля.

Автономная ветроустановка

Автономная ветрогенераторная установка – оптимальное решение для энергообеспечения удаленных объектов от традиционной сети. При условии полного отсутствия электросети является наиболее оправданным источником (по сравнению с бензо- и дизель-генераторами), не требует постоянного контроля и обслуживания. Находит широкое применение для  энергообеспечения частных домов, баз отдыха, пансионатов в гористой и степной местности, индивидуальных потребителей (фермеров, садоводов, дачников, охотников, рыболовов), а также навигационных, метеорологических и других постов бесперебойным питанием в полевых условиях.

Ветро-Солнечная (гибридная) установка

Энергия ветра и солнца могут отлично дополнять или взаимозаменять друг друга. Так называемые гибридные системы электроснабжения особенно эффективны для круглогодичного автономного электроснабжения. Эти системы представляют собой станции на базе ветрогенераторов и фотоэлектрических модулей присоединенных к единой энергосистеме. Производительность фотоэлектрических батареи достаточно высокая летом и относительно низкая зимой. В свою очередь, обеспечение электроэнергией, выработанной за счет энергии ветра, в летнее время является проблематичным из-за частых безветренных дней. Поэтому преимущества гибридной системы «ветер-солнце» становится очевидным.

 

Ветроустановка с подключением к сети

Ветрогенератор с накоплением электроэнергии в аккумуляторах может работать и параллельно с сетью. Параллельная работа осуществляется с помощью устройства АВР (автоматический ввод резерва). АВР позволяет переключить питание объекта при отсутствии ветра и полном разряде аккумуляторов на электросеть или наоборот, переключает нагрузку на аккумуляторные батареи при потери питания электросети. Приоритет может устанавливаться в ручную в зависимости от специфики объекта.

Такое решение находит широкое применение на объектах которые подвластны частым отключениям электросети, или его качество не удовлетворяет потребителей. Система так же может быть установлена для увеличения установленной мощности и для экономии электроэнергии.

Сетевая ветроустановка

Сетевая станция — предназначена для параллельной работы с промышленной сетью 220 или 380 В/50 Гц. В качестве «безграничного» аккумулятора в этой системе является традиционная электрическая сеть. В условиях избытка вырабатываемой электроэнергии сетевой инвертор позволяет отдавать ее в сеть, а в случае отсутствия ветра использовать энергию электросети. Переключение режимов осуществляется в автоматическом режиме. Контроль выработки и потребления учитывается специальными узлами учета.

По такой схеме работают наиболее стремительно растущие станции которые позволяют продавать электроэнергию в сеть по так называемому «Зеленому тарифу».

В последнее время стало возможным объединить автономную и сетевую станцию с помощью гибридного инвертора. Преимущество таких систем в том, что помимо непосредственного питания нагрузки Мы имеем резерв в аккумуляторных батареях который может использоваться по заданным приоритетам.

Следует отметить, что выше указаны только некоторые схематические решения на базе ветрогенераторов. В виду большого количества факторов которые могут влиять на эффективность работы станции на каждом конкретном объекте, все случаи рассматриваются индивидуально.

Перед установкой ветрогенератора обязательно нужно оценить ветровой потенциал, по результатам которого принимать решение о целесообразности установки. Правильно рассчитанная и спроектированная система может быть только после обследования и изучения объекта специалистом.

Ветроэнергетика в Германии: будущее туманно? | Анализ событий в политической жизни и обществе Германии | DW

За первые девять месяцев 2019 года доля энергии, вырабатываемой из возобновляемых источников, в Германии достигла рекордных 43 процентов. Однако общая статистика скрывает тот факт, что в последнее время в ветроэнергетике возникли серьезные проблемы. Так, в первой половине 2019 года во всей Германии было установлено лишь 35 новых ветряных электростанций общей мощностью 290 МВт. Это на 80 процентов меньше по сравнению с аналогичным периодом 2018 года и самый низкий показатель за последние два десятилетия.

Длительная процедура согласования

С 2017 года в Германии действует система тендеров на производство энергии из возобновляемых источников: таким образом, цену формирует не правительство ФРГ, а рынок. Как поясняет представитель компании Siemens Gamesa Renewable Energy Марко Ланге (Marco Lange), немецкий рынок ветроэнергетики уникален тем, что на нем доминируют предприятия, реализующие небольшие локальные проекты.

Недавно власти ФРГ ужесточили требования к строительству ветропарков

Однако в последнее время работать многим из них становится все сложнее. После введения системы тендеров немецкие власти ужесточили требования к строительству новых ветропарков, что привело к увеличению сроков согласования проектов, отмечает Ланге. На это сетует и представитель аналитического центра Wind Europe Эндрю Кеннинг. Если раньше процедура согласования занимала всего 10 месяцев, то теперь — более двух лет, подчеркивает он.

В первом квартале 2019 года власти ФРГ выдали разрешения на строительство ветряков суммарной мощностью 400 МВт: это существенно меньше, чем прежде. Многочисленные проекты до сих пор находятся в процессе согласования. Их совокупная мощность составляет 11 ГВт — примерно столько же, сколько производят все датские и голландские ветропарки, вместе взятые.

Экоактивисты и местные жители — против ветряков

Экоактивисты считают, что ветровые турбины представляют особую опасность для птиц

Впрочем, даже положительное решение властей отнюдь не гарантирует успешную реализацию проекта. Против строительства ветряков нередко выступают экоактивисты или местные жители, которые не хотят иметь ветрогенераторы в непосредственной близости от своих домов, отмечает Марко Ланге.

Кроме того, в Германии планируют ввести новые правила, согласно которым минимальное расстояние ветрогенераторов от жилых районов должно составлять 1000 метров. «В других европейских странах их можно устанавливать на расстоянии 500 метров или даже ближе», — подчеркивает Эндрю Кеннинг.

Между тем в исследовании компании VDMA Power Systems указано, что из-за замедления строительства новых ветрогенераторов в этом секторе к 2030 году могут быть потеряны около 27 процентов рабочих мест.

Уже к концу 2019 года работы могут лишиться до 40 тысяч человек. Enercon — один из крупнейших производителей ветровых генераторов в ФРГ — недавно сократил свой штат на 3000 сотрудников. Спад в отрасли ударил и по ее конкурентам — в частности, компаниям Vestas и Siemens Gamesa. А последние шесть тендеров на строительство ветряков также не вызвали у участников рынка особого интереса

Удастся ли ФРГ достичь поставленных целей?

Правительство ФРГ поставило задачу к 2030 году довести долю энергии из возобновляемых источников до 65 процентов. При этом в 2019 году на долю ветряных электростанций пришлось более четверти всей произведенной электроэнергии, а на долю солнечных батарей — всего 10 процентов.

Согласно исследованию аналитического центра Agora Energiewende, примерно три четверти дополнительных объемов электроэнергии, которые планируют получить из альтернативных источников к 2030 году, должны быть выработаны ветряками.

По оценкам Федерального союза производителей энергии из возобновляемых источников (BEE), для достижения целей Германии в области альтернативной энергетики необходимо ежегодно вводить в эксплуатацию материковые ветряные турбины суммарной мощностью 4,7 ГВт. Однако, как полагает представитель аналитического центра Wind Europe Эндрю Кеннинг, если политики не смогут своевременно устранить юридические препоны, достичь поставленных целей к 2030 году вряд ли удастся.

Смотрите также:

• Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года

  Закрытие угольных электростанций

  Правительство ФРГ решило к 2038 году прекратить использование в электроэнергетике угля — самого вредного для климата ископаемого энергоносителя. Уже в 2022 году общая мощность угольных электростанций сократится на четверть. Ускоренными темпами будут закрывать те, что работают на импортном каменном угле. За свертывание добычи бурого угля ряд регионов Германии получит многомиллиардные компенсации.

• Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года

  Развитие возобновляемой энергетики

  К 2030 году 65% потребляемой в Германии электроэнергии должны производиться из возобновляемый источников (ВИЭ), прежде всего — с помощью ветра и солнца. На момент принятия программы в сентябре 2019 года этот показатель составлял около 43%. Среди мер стимулирования развития ВИЭ — повышение материальной заинтересованности местных органов власти в установке на своей территории ветрогенераторов.

• Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года

  Введение сертификатов на выбросы CO2

  Тот, кто выбрасывает в атмосферу значительные объемы парниковых газов, должен за это платить. Таков смысл системы CO2-сертификатов, введенной в Европейском Союзе еще в 2005 году для промышленных предприятий. В Германии с 2021 года приобретать подобные сертификаты обязаны будут также компании, продающие потребителям различные виды топлива. В результате оно должно подорожать.

• Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года

  Повышение цен на топливо

  Цена CO2-сертификатов, согласно правительственной программе, будет в 2021-25 годах планомерно расти. Это должно привести к постепенному удорожанию, в частности, бензина и дизельного топлива на заправочных станциях. Цель правительственной программы — подтолкнуть автомобилистов к более экономному расходованию нефтепродуктов и, в конечном счете, к переходу на экологичные виды транспорта.

• Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года

  Стимулирование электромобильности

  Правительство ФРГ расширило и продлило до 2025 года программу стимулирования покупки полностью электрических автомобилей и заряжаемых от розетки плагин-гибридов. Так, скидка на электромобили по цене до 40 тысяч евро увеличена с 4 до 6 тысяч евро, для более дорогих моделей она составляет 5 тысяч евро. Одновременно решено в 2020-21 годах установить 50 тысяч новых общедоступных станций зарядки.

• Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года

  Увеличение налога на авиабилеты

  Выбросы от работы авиадвигателей весьма способствуют парниковому эффекту, поэтому правительство ФРГ стремится сократить число авиаперелетов, особенно внутри Германии и Европы. Один из пунктов программы защиты климата — повышение с 1 апреля 2020 года налога на авиабилеты. В частности, на 5,65 евро до 13,03 евро при вылете из аэропортов на территории Германии по внутриевропейским маршрутам.

• Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года

  Налоговые льготы железной дороге

  Чем больше пассажиров предпочтут автомобилям, междугородним автобусам и самолетам электропоезда, тем лучше для климата, считает правительство ФРГ. Один из пунктов его программы — снижение НДС на железнодорожные билеты с 19% до льготных 7% с 1 января 2020 года и, в результате, их удешевление в поездах дальнего следования на 10%. Недополученные налоги казне компенсирует сбор с авиапассажиров.

• Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года

  Запрет дизельного отопления домов

  Значительные выбросы CO2 возникают при обогреве зданий. Во многих немецких домах, прежде всего — индивидуальных, все еще действуют отопительные системы на мазуте или солярке, зачастую очень старые и малоэффективные. Государство готово взять на себя 40% расходов на их замену современными экологичными технологиями. А с 2026 года установка дизельных котлов будет вообще запрещена.

• Защита климата в Германии: программа правительства до 2030 года

  Поддержка энергосберегающего жилья

  Чем больше в здании применяется энергосберегающих технологий, тем меньше энергии требуется для его отопления. Поэтому с 2020 года правительство Германии в рамках программы защиты климата будет предоставлять налоговые льготы всем домовладельцам за установку в окнах энергосберегающих стеклопакетов и за теплоизоляцию стен и крыши.

  Автор: Андрей Гурков

Работа мечты: обслуживание ветровых установок. | Статьи

28 мая 2019

Сейчас 11 утра в Ноймаркте-ин-дер-Оберпфальц, Бавария, Германия. Михаэль Кёрнер и Тимо Холуб вернулись в штаб-квартиру Max Bogl, одной из крупнейших частных строительных компаний Германии. Они вернулись из Урсенсоллена, города в 30 километрах, где сегодня утром проводили техническое обслуживание ветровых установок. Сегодня они работали рядом с офисом и поэтому смогли найти время, чтобы поговорить с Petzl о своей профессии. Большую часть времени они проводят, путешествуя по Германии, обследуя ветряные установки высотой до 143 метров (следят за тем, чтобы они находились в хорошем рабочем состоянии).

 

Михаэль, Тимо, в чем именно заключается ваша работа?

Михаэль: мы исправляем небольшие проблемы, такие как износ на гибридной или стальной башне. «Max Bogl Hybrid Tower» – это новейшая конструкция ветровой турбины, в которой нижняя часть выполнена из бетона, а верхняя – из стали. Наша работа довольно разнообразна. Мы работаем с бетоном, с металлом, проводим измерения… Сегодня, например, вместо того чтобы работать на высоте, мы были под землей. Проводили техническое обслуживание фундамента ветряной турбины.

Тимо: мы также занимаемся настройкой гибридных башен после их установки.

Означает ли это, что вы не принимаете участия в непосредственном строительстве башни?

Михаэль: нет, мы подключаемся к процессу сразу после строительства. Прежде чем стать техниками по обслуживанию ветровых башен, мы занимались их сборкой. Я, например, провел полтора года, собирая гибридные башни. Сегодня наша работа намного разнообразнее: мы работаем высоко над землей, под землей, внутри башни, снаружи, и даже за ее пределами.

Как вы решили стать специалистами по обслуживанию ветровых установок?

Михаэль: это был логичный шаг после работы в качестве сборщиков. Мы хорошо выполняли свою работу и знали все тонкости различных типов башен. Нам предложили работу в качестве специалистов по канатному доступу, и теперь мы занимаемся техническим обслуживанием ветровых установок и их компонентов.

Тимо: мы проходили специальное обучение для этой новой работы. По собственной инициативе прошли курс по веревочному доступу (1 уровень FISAT), а следующей весной пройдем курс 2 уровня. Это должно дать нам возможность выполнять еще более сложные работы по канатному доступу.

Сколько специалистов по обслуживанию ветровых установок работает в Max Bogl?

Тимо: в это трудно поверить, но в компании с 6000 сотрудников, нас – всего двое. Примерно пять лет назад компания Max Bogl начала свою деятельность в неизвестном мире строительства ветряных турбин, и в то время наши рабочие места были еще менее четко определены. В 2014 году было построено около 300 гибридных башен, в 2015 году — около 400 башен, а в 2016 году их число должно увеличиться*. Max Bogl самостоятельно управляет небольшой частью этих установок, а это значит, что компании также нужны специалисты по техническому обслуживанию. Часто заключаются контракты с внешними поставщиками услуг для выполнения работ на высоте.

* Интервью брали в 2016 году – прим. ред.

Какой ваш распорядок дня на работе?

Михаэль: В основном мы работаем командой из двух человек. У нас есть фургон (мастерская на колесах, если хотите), в котором есть все, что требуется для работы. На нем мы путешествуем от одной ветроэлектростанции до другой по всей стране, по четыре-пять дней в неделю. Мы редко знаем расписание поездок дальше, чем на неделю вперед. Наш график очень гибкий и часто меняется. Это возлагает серьезную ответственность на наши плечи, и требует большого доверия со стороны руководства.

Вы когда-нибудь попадали в действительно опасные ситуации?

Тимо: нет, на самом деле нет. Соблюдение правил техники безопасности является первоочередной задачей. А мы прошли в этой области специальное обучение. Однажды на работе нас неожиданно застала гроза в то время, когда мы были высоко на башне. В такую погоду мы не должны там работать. Но внизу находился специальный человек, чьей задачей было не только подавать нам инструменты, но и следить за погодой. Так что мы спустились сразу же.

Михаэль: ветер играет значительную роль в нашей работе. Когда вы находитесь в 140 метрах над землей, башня установки может раскачиваться с амплитудой до одного метра. Мы сами несем ответственность за анализ рисков и принимаем решения по прекращению работы в определенных условиях.

Как вы думаете, вы могли бы заниматься этой работой на протяжении всей своей карьеры?

Михаэль: да, безусловно, это идеальная работа! Каждый случай индивидуальный, каждый день – новый вызов.

Тимо: если честно, скорее всего нет. С точки зрения физических нагрузок, это вполне выполнимо. Но постоянное путешествие по стране – это не то, что я мог бы делать вечно. Мы слишком мало времени проводим дома с нашими семьями.

Какая работа вам больше всего не понравилась?

Михаэль: работа утомительна и не приносит удовольствия, например, когда в башне сломался лифт. В таком случае добраться до верха установки, это значит подняться минимум 100 – 150 метров. За день приходится подниматься на 400 или даже 500 метров. А если забыть на земле что-то из инструмента, то день превращается в неожиданный сеанс в спортзале.

А какая самая приятная работа на сегодняшний день?

Тимо: хм, у нас было много замечательных дней на работе. Например, дни, когда туман расположен не слишком высоко от земли, а на высоте светит солнце. Поистине удивительный вид открывается в верхушки башни.

Михаэль: еще одна приятная часть работы – спуск вниз, для проверки вентиляционных отверстий башни. Висеть в воздухе и работать высоко над землей – это очень весело.

Спасибо за интервью!

 

Познакомимся поближе с сотрудниками компании.

Михаэль Кёрнер

Михаэль (27 лет) работает в Max Bogl техником по обслуживанию башен ветровых установок. Начал свою карьеру, занимаясь укладкой плитки. Так как он заядлый скалолаз, идея совместить работу и хобби пришлась ему по душе. Тогда он стал работать в Max Bogl на сборке башен ветровых установок. Он сам оплатил курс по веревочному доступу (FISAT, 1 уровень) и впервые начал заниматься работой на высоте. После полутора лет работы на сборке, его мечта стала реальностью: Тимо и Михаэль были первыми, кому предложили должности технических специалистов по обслуживанию башен в Max Bogl.

Тимо Холуб

Тимо (26 лет), как и Михаэль, является техническим специалистом по обслуживанию башен ветровых установок. Каменьщик по образованию, он начинал карьеру с арбористики. Специализировался на вырубке и вывозе опасных деревьев. К компании Max Bogl он присоединился примерно пять лет назад. Сначала он поработал в компании недолго, после чего отправился в путешествие на полтора года, гастролируя по всему миру. Во время поездки Тимо впервые открыл для себя Африку и вызвался добровольцем в детский дом в Танзании. Глубоко тронутый этим опытом, он создал в Германии некоммерческую организацию под названием «Lachende Kinder Tansania e.V» («Дети смеются в Танзании»), с которой он собирает пожертвования для детского дома. В течение последних двух лет он снова работает в Max Bogl, в дружной команде с Михаэлем.

Lachende Kinder Tansania e.V

Михаэль Вайксельгартнер, инженер по технике безопасности

Михаэль Вейксельгартнер (25 лет) — инженер по технике безопасности в Max Bogl, специализируется на ветровых установках. Во время учебы в университете он прошел дополнительные занятия по безопасности на рабочем месте. Сегодня он является руководителем отдела безопасности всех ветряных электростанций Max Bogl, проводя примерно 50% своего времени на строительных площадках по всей Германии, помогая руководителю проекта в вопросах, связанных с безопасностью, и обеспечивая соблюдение правил техники безопасности.

Он входит в команду из 16 инженеров в Max Bogl, чья роль заключается в обеспечении соблюдения на национальном уровне нормативных актов и соответствующих рекомендаций профессиональных ассоциаций. Для этого инженеры по безопасности оценивают риски для каждой должности, чтобы реализовать соответствующие меры защиты.

Например, чтобы попасть на территорию ветроэлектростанции, вам нужно надеть защитную обувь или ботинки, каску и жилет безопасности. Другие СИЗ, такие как средства защиты слуха, защиты глаз и защиты от падения, также должны использоваться в зависимости от производимых работ.

Интервью с Кнутом Фоппе, техническим представителем Petzl

Кнут Фоппе — инструктор и эксперт по технике спасательных работ при работах на высоте, а также технический представитель Petzl в Германии. Именно он разработал модель безопасности для гибридных ветрогенераторов Max Bogl.

Кнут, из чего состоит «модель безопасности ветропарка»?

Во-первых, я начинаю с определения и оценки рисков для заданной должности. Далее я работаю над процедурами безопасности, которые состоят из трех компонентов:

• Выбор подходящего оборудования для работников, которые занимаются сборкой башен.
• Обучение сборщиков технике защиты от падения.
• Подготовка плана эвакуации и спасения на случай аварии.

Max Bogl была первой компанией, построившей гибридные ветрогенераторы. Это означает, что никаких специальных процедур безопасности не было. Я отвечал за разработку как программы обучения персонала, работающего на гибридных вышках, так и специальных спасательных процедур. Сегодня в Max Bogl работают 200 сборщиков, которые все обучены использованию средств индивидуальной защиты от падения и процедурам спасения. Большинство из них имеют строительное образование в области работы с бетоном или с железобетоном.

Что включают в себя конкретные процедуры при спасательных работах?

Чтобы построить гибридные башни, гигантские бетонные цилиндрические блоки укладывают друг на друга с помощью крана. Монтажники внутри башни следят за тем, чтобы каждый блок был точно выровнен с тем, что под ним. Для этого они стоят на рабочей площадке высоко внутри башни. Сама площадка установлена с помощью крана.

На определенных этапах сборки невозможно добраться до земли по лестнице. В случае поломки крана спасатели и пожарные не могут просто попасть на землю. По этой причине монтажники должны иметь возможность самостоятельно проводить спасательные операции и наземную эвакуацию.

Кроме того, вам нужен план и процедуры для спасения коллег, которые не могут самостоятельно эвакуироваться. Если кто-то получил травму или упал с рабочей платформы и повис на страховочной привязи или находится без сознания, его коллеги должны быть в состоянии спасти его и безопасно эвакуировать на землю. Каждая команда оснащена спасательным набором, в том числе полиспастом JAG SYSTEM.

Какое обучение проходят сборщики ветрогенераторов в Max Bogl?

Чтобы работать над сборкой башен ветряных турбин, они проходят двухдневную программу обучения со мной. Они учатся тому, как использовать средства индивидуальной защиты от падения, как спускаться по веревке и как спасти кого-то, кто не может эвакуироваться самостоятельно. Затем они должны проходить практический курс повышения квалификации (один день), один раз каждые 12 месяцев. Чтобы принять участие в начальной программе обучения, им необходимо предоставить медицинскую справку и пройти обучение по оказанию первой помощи.

Совместимы ли рентабельность и безопасность на таком рабочем месте?

Да, эти два понятия не обязательно несовместимы. Если вы сделаете безопасность приоритетом, вы можете работать экономически эффективным образом, включив в уравнение стоимость несчастных случаев. Это особенно относится к таким профессиям, как работа на высоте.

Важно понимать, что безопасность не должна рассматриваться как проблема. Для этого все решения и оборудование должны быть функциональными, компактными и удобными. Работникам нужно уметь использовать это снаряжение, особенно в стрессовой ситуации, эффективно и безопасно.

Морской ветер обеспечит Европу энергией

Морские ветрогенераторы должны производить четверть европейской электроэнергии к 2050 году. Значит, появятся новые заводы, портовая инфраструктура и рабочие места в прибрежных регионах и не только.

Турбины для голландцев

Морская ветроэнергетика превосходит по потенциалу ископаемое топливо, предлагая чистую и более доступную энергию из возобновляемого источника. Европа готовится к пуску нескольких крупных зеленых энергообъектов. Среди них — ветряная электростанция Borssele 1 & 2 в Северном море, в 22 километрах от побережья Нидерландов.

Стивен Энгельс, генеральный менеджер группы Ørsted, ведущей строительство, рассказывает и показывает: «Вы можете сами оценить масштаб, площадка очень велика, мы с вами стоим под уже работающей турбиной, она просто гигантская».

94 турбины крепят к морскому дну на глубине от 14 до 40 метров. Это крупнейшая морская ветряная станция в Нидерландах.

Руководитель строительного проекта Клаасяп Буис поясняет: «Этот кабель проложен по морскому дну. Он проводится в основание будущей вышки, фиксируется там, внизу, и позже будет подключен к распределительному щиту. Выше мы закрепим башню с турбиной, и установка будет готова».

Эта ветряная электростанция обеспечит электроэнергией миллион голландских семей. А еще — прибрежные предприятия, например, новый электролизный завод для производства экологически чистого водорода.

«Детальный план производства водорода уже готов. Всё продумано, осталось только запуститься», — комментирует Стивен Энгельс.

ЕС задает направление

При всём размахе сегодняшних проектов — они лишь капля в море по сравнению с масштабами завтрашнего дня. Вектор развития задан в новой «Стратегии ЕС в области морских возобновляемых источников энергии», которая ставит целью Евросоюза замещение импортных углеводородов, создание нового промышленного потенциала и «зеленых» рабочих мест. Ожидается, что через 30 лет более четверти европейской электроэнергии будет производиться в море: сегодня этот показатель составляет лишь 2%.

Инвестиции в развитие отрасли огромны. «Аполлон» — одно из недавно построенных монтажных судов. Оно перевозит компоненты турбин между портами и морскими ветряными электростанциями.

Команды в порту Остенде в Бельгии работают днем и ночью, семь дней в неделю, завершая очередную крупную ветряную станцию в 45 км от берега. Погрузить лопасти длиной 81 метр на судно нелегко — особенно в ветреную погоду. Георг Хорват, старший менеджер по строительству в группе Siemens Gamesa комментирует: «Прямо сейчас мы видим транспортировку одной лопасти типа B81 на причал для погрузки. Мы перевозим лопасти одну за другой и закрепляем на борту «Аполлона». Всю эту часть порта мы задействуем для предварительной сборки боле крупных комплектующих».

Некоторые новые порты сразу строятся с прицелом на обслуживание офшорных ветряных станций, другие, в частности, порт в Остенде, модернизируются.

«В большинстве портов, которые не строились специально для этих нужд, требуются вложения, денежные и временные. Это позволяет адаптировать их к нашим потребностям. Вот, например, рампа, которую мы задействуем при загрузке и отгрузке оборудования с судна — ее понадобилось укрепить, чтобы она смогла выдерживать большой груз наших комплектующих», — рассказывает Хорват.

Вся логистическая цепочка должна обеспечивать возможность транспортировки крупногабаритных деталей, которые изготавливаются в разных странах ЕС.

Ян Клас, старший менеджер проекта, Siemens Gamesa, предлагает представить масштабы сооружений: «А380», крупнейший в мире коммерческий авиалайнер, может пролететь между нашими лопастями, — уточняет он. — Площадь их вращения сопоставима с тремя футбольными полями Лиги чемпионов.

Ветряные турбины становятся все крупнее для удовлетворения растущего спроса на «зеленую» энергию. Это означает, что нанимаются специалисты, строятся заводы, создаются монтажные терминалы».

Стартапы вслед за гигантами

Технологические разработки ведутся главным образом промышленными гигантами. Однако и мелкие инновационные стартапы предлагают новые методы эксплуатации офшорных возобновляемых источников энергии. Такие, как этот прототип: здесь солнечные батареи дополнены вертикальными осевыми ветряными турбинами. Разработка профинансирована ЕС. Эти энергетические понтоны могут быть размещены в море, например, для нужд опреснения воды в развивающихся странах и на малых островах.

Ивон Тиммерман, менеджер проекта и соучредитель группы Blue Power Synergy поясняет: «На такую продукцию большой спрос. Нужно понимать, что развивающиеся страны, например,— это миллиардный рынок, пресная вода — тоже миллиардный… Они активно расширяются и там нужны новые решения».

По мнению экспертов, оптимизация планирования поможет улучшить экономические показатели сектора офшорных возобновляемых источников энергии. Будущий ветропарк Kriegers Flak расположен на шельфе между Данией и Германией. Его подключают к электросетям обеих стран, что позволит поставлять энергию туда, где спрос и цена выше.

Некоторые затраты могут быть снижены благодаря новым технологиям — таким, как плавучие ветряки. А испанские разработчики испытали телескопические башни, которые монтируются без тяжеловесных судов, позволяя сократить расходы на треть.

«Зеленые» вакансии

В секторе ветряных турбин сегодня заняты 62 тысячи европейцев, спрос на квалифицированных специалистов растет, особенно в прибрежных районах. Завод LM Wind Power в Шербуре производит самые большие в мире лопасти для ветряных турбин, они достигают 107 метров в длину.

Директор Эрик Пёти поясняет: «Наш завод расположен прямо рядом с портом — это удобно, лопасти легко грузить на судно и доставлять на близлежащие ветряные электростанции. У нас работает около 400 сотрудников, и в наших планах — выход через год на ежемесячное производство четырёх лопастей».

Предприятие нанимает на работу сотни новых сотрудников. Предыдущий опыт работы неважен — обучение можно пройти на месте.

Ариан Мера готовит кадры. Она рассказывает: «Нужно активнее обучать людей, у нас не хватает кадров на производстве. Длина нашей лопасти — 107 метров, ее сборка требует одновременной командной работы. В секторе ветряной энергии очень много вакансий: нам нужны операторы производства, специалисты по контролю качества, у нас есть вакансии в логистическом отделе, в отделе техподдержки».

Компания недавно получила сертификат на коммерческое использование своей турбины мощностью 12 МВт. Теперь ей необходимо наладить массовый выпуск лопастей.

Директор по персоналу завода Флоренс Мартинес-Флорес уточняет: «Это растущий сектор. Запуск объекта в Шербуре привел к созданию более 550 прямых рабочих мест на заводе и 2000 сопутствующих рабочих мест в нормандском регионе».

Массивное расширение офшорного ветроэнергетического сектора имеет свою цену: по расчетам Еврокомиссии, до 2050 года потребуется 800 миллиардов евро инвестиций, в основном от частных компаний. Глоток свежего воздуха для восстановления экономики после пандемии и попутный ветер для перехода Европы к чистой и устойчивой энергетике.

Плавучие ветряные электростанции расширят горизонты добычи альтернативной энергии

Сегодня компания General Electric поделилась некоторыми новыми деталями концепции плавучих ветряных электростанций. Она надеется решить ключевые проблемы этого типа источников энергии с помощью передовых средств управления турбинами, которые она разрабатывает совместно с Glosten, которая в начале этого года анонсировали самую высокую в мире ветряную электростанцию, пусть и стационарную.

GE получила $3 миллиона от Министерства энергетики США в поддержку двухлетнего проекта, который стартовал в прошлом году. Если компания с помощью моделирования и симуляции сможет доказать работоспособность своего изобретения плавучего ветряка, она сможет вместе с партнёрами приступить к созданию прототипа. Сегодня GE раскрыла некоторые подробности о своей плавучей ветряной электростанции. Главная трудность в реализации проекта состоит в том, чтобы не позволить ветряной турбине опрокидываться.

На данном этапе компания работает над объединением 12-МВт турбины и плавучей платформы с автоматизированными средствами управления. Если эти меры будут успешными, плавучая электростанция сможет автоматически стабилизировать себя, не опрокидываясь даже в сильный шторм. Учитывая высокую мощность и компактную платформу, плавучая электростанция нового типа сможет стать более экономически выгодной, чем существующие стационарные образцы.

Чтобы решить проблему, GE планирует уменьшить массу платформы для новой станции на треть, по сравнению с существующими конструкциями, что приведёт к заметному сокращению затрат энергии. Компания использует так называемую «платформу с натяжными опорами», которая будет крепиться к морскому дну посредством регулируемых тросов. Новая технология сможет анализировать волны и порывы ветра в реальном времени и регулировать длину тросов, чтобы обеспечить плавность передвижения платформы по волнам. Стоит отметить, что полноразмерные ветряные электростанции ещё никогда не монтировались на платформах такого типа.

Специалисты отмечают, что плавучие ветряные электростанции существенно превосходят жёстко прикреплённые к морскому дну ветряки. К тому же, они могут располагаться гораздо дальше от берега, не влияют на рельеф дна и не мешают рыболовству, а также не нарушают привычный образ жизни морских птиц.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Как работает ветряная электростанция? — Американская энергетика и газ

Многие люди соглашаются с тем, что они обязаны коммунальным службам, таким как газовые, водопроводные и энергетические компании, которые предоставляют им удобные домашние удобства. Однако, когда вы начнете сравнивать цены на энергию, не займет много времени, чтобы понять, что чистая, зеленая энергия дешевле в производстве. Это в дополнение к экологически чистым аспектам солнечной, ветровой и водной энергии.

Тем не менее, мы не все можем позволить себе большие расходы на установку солнечных панелей или ветряных турбин в жилых домах.Хорошая новость заключается в том, что есть поставщики энергии, ищущие альтернативы сжиганию ископаемого топлива.

Это в значительной степени связано с принятием законов, призывающих к увеличению доли чистой энергии в течение следующих нескольких лет. Однако появляется все больше и больше потребителей, требующих альтернативных источников энергии, которые причиняют меньше вреда планете.

Многие из нас имеют четкое представление о том, как и почему работают солнечные батареи. Однако большинство из них не имеют ни малейшего представления о том, как ветер можно преобразовать в полезную энергию, даже если вы видели поля турбин, идущих вдоль определенных шоссе.Как работают ветряные электростанции и что они могут означать для нашего будущего? Вот несколько основ.

Как работает турбина?

В ветряных турбинах очевидно то, что у них есть две или три лопасти, похожие на пропеллер, которые могут ловить ветер, заставляя их вращаться. Эти лопасти соединяются с валом, который вращает ротор. Именно это движение создает энергию, которая затем накапливается в генераторе для отправки пользователям, домам и предприятиям.

Есть и другие типы ветряных турбин.Хотя описанный выше тип работает с горизонтальной осью, существуют также модели с вертикальной осью, которые выглядят как двухмерные взбиватели для яиц, воткнутые в землю за ручку (хотя они также могут иметь три лезвия).

Ветровые турбины также бывают разных размеров. Некоторые из них предназначены для использования в жилых помещениях и предназначены для питания одного дома, в то время как другие имеют промышленный размер и предназначены для обеспечения электроэнергией нескольких сотен домов. Они могут быть расположены на суше или в море — везде, где есть ветер.

Чего большинство людей не знает об энергии ветра (или, может быть, забыли на уроках естествознания в старшей школе), так это того, что энергия ветра на самом деле является формой солнечной энергии. Ветер возникает, когда солнце неравномерно нагревает неровные поверхности Земли. Вращение планеты также играет роль.

Что такое ветряные фермы?

Ветряные электростанции — это совокупность крупномасштабных турбин, предназначенных для подачи энергии в электрическую сеть, которая затем распределяется между тысячами пользователей. В то время как небольшие, жилые или коммерческие турбины могут иметь размер от менее 1 кВт до примерно 100 кВт (при среднем доме, как правило, требуется около 10 кВт или меньше), промышленные турбины могут работать в диапазоне нескольких мегаватт.Одна турбина такого размера может привести в действие несколько сотен или даже несколько тысяч домов, в зависимости от размера и местоположения.

Количество энергии, вырабатываемой ветряной турбиной, зависит от нескольких факторов. Хотя большие турбины могут питать многие дома, их мощность, очевидно, ограничена количеством солнца и ветра в данной области. Они могут быть более или менее эффективными в зависимости от количества энергии, потребляемой пользователями.

Тем не менее, объединение ветряных турбин в фермы является наиболее экономичным способом использования ветра для производства энергии.Поскольку средний домовладелец не обязательно может позволить себе установку ветряной турбины, срок действия налоговых льгот истекает, а доступ к ветровой энергии является необходимым условием, ветряные фермы являются идеальным решением для обеспечения доступной экологически чистой энергии.

Каковы преимущества и возможные недостатки?

Так же, как компании, занимающиеся добычей природного газа во Флориде, понимают преимущества снижения зависимости от иностранной нефти, так и большинство людей осознают выгоды, которые они могут получить от перехода на альтернативные источники энергии.Сокращение выбросов углерода не только полезно для здоровья планеты и ее жителей, но и инвестирование в зеленую энергию ведет к созданию новых инноваций, промышленности и рабочих мест.

Самый большой потенциальный недостаток создания ветряных электростанций — это первоначальные расходы. Благодаря тому, что энергия поступает от природы, затраты окупятся со временем.

Как работает энергия ветра

Современные ветряные турбины — это эволюция традиционных ветряных мельниц.А собрание ветряных турбин в одном месте называется ветром ферма.

Современная ветряная турбина состоит из четырех основных частей:

• фундамент
• башня
• гондола
• лезвие в сборе

Турбина установлена ​​на железобетонном фундаменте , размеры которого зависят от размера турбины. Фундамент — это прочная конструкция, предназначенная для того, чтобы турбина выдерживала очень сильный ветер.Он всегда находится ниже уровня земли и не виден после завершения строительства.

Башни обычно строятся из стальных труб, хотя некоторые турбины имеют решетчатые башни (больше похожие на пилон для передачи электроэнергии).

Стальные башни обычно окрашивают в светлый цвет, используя своего рода неотражающую краску. Это поможет им лучше слиться с фоном.

Гондола — это большой корпус наверху башни. Он содержит генератор и другие важные компоненты, такие как редуктор и оборудование управления.

Анемометр и флюгер, которые соответственно измеряют скорость и направление ветра, расположены на верхней части гондолы.

Большинство ветряных турбин имеют три лопасти или (реже) две лопасти, которые вращаются вокруг центральной ступицы на горизонтальной оси. Лезвия изготавливаются из различных материалов, таких как стекловолокно, углеродное волокно или древесный ламинат.

Турбина с длинными лопастями может улавливать больше энергии ветра и, следовательно, вырабатывать больше электроэнергии, чем турбина с более короткими лопастями.

Производство электроэнергии

Ветровые турбины вырабатывают электроэнергию, используя естественную энергию ветра. Лопасти ветряной турбины похожи на крыло самолета: когда воздух проходит мимо лопасти, он вызывает подъемную силу, которая создает вращающую силу.

Вращающиеся лопасти вращают вал внутри гондолы, который входит в коробку передач. Коробка передач увеличивает скорость вращения генератора, который использует магнитные поля для преобразования энергии вращения в электрическую.В некоторых турбинах используется технология прямого привода, которая соединяет вращающуюся ступицу непосредственно с генератором. Электроэнергия от генератора поступает по кабелям к трансформатору, а затем на подстанцию ​​ветряной электростанции, где преобразуется в напряжение, подходящее для энергосистемы или местной сети. Электросеть или местная сеть передает электроэнергию в дома и на предприятия.

Ветряные турбины используют анемометр и флюгер в верхней части гондолы для определения наилучшего положения турбины. Когда ветер меняет направление, двигатели поворачивают гондолу и лопасти вместе с ней лицом против ветра (это движение называется рысканием).Лопасти также имеют «наклон» или угол, чтобы гарантировать, что от ветра извлекается оптимальная мощность.

Основы ветроэнергетики | NREL

Ветер возникает, когда поверхность земли неравномерно нагревается солнцем. Ветряная энергия можно использовать для выработки электроэнергии.

Ветряные турбины

Ветряные турбины, как и ветряные мельницы, устанавливаются на башне, чтобы улавливать как можно больше энергии.На высоте 100 футов (30 метров) и более они могут воспользоваться более быстрым и менее бурный ветер. Турбины улавливают энергию ветра своим пропеллером. лезвия. Обычно на валу устанавливаются две или три лопасти, образующие ротор .

Лезвие действует как крыло самолета. Когда дует ветер, карман низкого давления воздух образуется на подветренной стороне лопасти.Затем воздушный карман низкого давления вытягивает лезвие к нему, заставляя ротор вращаться. Это называется лифт . Сила подъема на самом деле намного сильнее, чем сила ветра, направленная против ветра. передняя сторона клинка, которая называется drag . Комбинация подъемной силы и сопротивления заставляет ротор вращаться как пропеллер, и вращающийся вал вращает генератор, чтобы вырабатывать электричество.

Исследования ветроэнергетики

NREL в основном проводятся в кампусе Флэтайронс, отдельном месте недалеко от Боулдера, Колорадо.

Ветряные турбины коммунального назначения на ветряной электростанции Сидар-Крик в Гровере, штат Колорадо. Фото Денниса Шредера / NREL

Плавающая морская ветряная турбина VolturnUS с полупогружной плавучей ветроэнергетической системой Платформа, Университет штата Мэн, часть консорциума DeepCWind. Фотография из Университета штата Мэн

Наземная ветроэнергетика

Ветряные турбины могут использоваться как автономные приложения или их можно подключать к электросети или даже в сочетании с фотоэлектрической системой (солнечными элементами).Для коммунальные (мегаваттные) источники энергии ветра, большое количество ветряных турбин обычно строятся близко друг к другу, чтобы сформировать ветряную электростанцию ​​ , также называемую ветровой электростанцией . Некоторые поставщики электроэнергии сегодня используют ветряные электростанции для снабжения электроэнергией своих потребителей.

Автономные ветряные турбины обычно используются для перекачки воды или связи. Однако домовладельцы, фермеры и владельцы ранчо в ветреных районах также могут использовать ветряные турбины. как способ сократить свои счета за электричество.

Распределенная энергия ветра

Малые ветровые системы также обладают потенциалом в качестве распределенных энергоресурсов. Распространено энергоресурсы относятся к множеству небольших модульных технологий производства энергии. которые могут быть объединены для улучшения работы системы подачи электроэнергии. Для получения дополнительной информации о распределенном ветре посетите Отдел ветроэнергетических технологий Министерства энергетики США.

Морская ветроэнергетика

Оффшорная ветроэнергетика — относительно новая отрасль в США. Америки первая оффшорная ветряная электростанция, расположенная в Род-Айленде, у побережья острова Блок, был включен в декабре 2016 года. В отчете Wind Vision Министерства энергетики показано, что к 2050 году морской ветер будет доступен во всех прибрежных регионах страны.

Дополнительные ресурсы

Для получения дополнительной информации о ветровой энергии посетите следующие ресурсы:

Основы ветроэнергетики
Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США

Карты и данные по ветроэнергетике
DOE’s WINDExchange

Как работают ветряные турбины
U.S. Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики.

Малые ветряные электрические системы
Программа энергосбережения Министерства энергетики США

Американская ассоциация ветроэнергетики

Energy Kids Wind Basics
Управление энергетической информации США Energy Kids

Эксплуатация береговых ветряных электростанций

СМОТРЕТЬ ИНФОРМАЦИЮ: Как работает береговая ветровая электростанция? [PDF]

КАК РАБОТАЕТ БЕРЕГОВАЯ ВЕТРОВАЯ ФЕРМА?

Электроэнергия вырабатывается ветряной турбиной. Это конструкция, поддерживаемая железобетонным фундаментом для обеспечения устойчивости и функциональности. Он имеет контроллер, который запускает и останавливает турбину в зависимости от погодных условий, и механизм, который определяет направление ветра, чтобы обеспечить правильную ориентацию. Башня, высота которой зависит от характеристик местности, оснащена системой световых маяков с особыми огнями и цветами, которые делают ее очень заметной для воздушного движения для обеспечения максимальной безопасности.

Сила ветра вращает лопасти , которые предназначены для захвата максимальной кинетической энергии: они могут двигаться даже при очень слабом ветре со скоростью всего 11 километров в час.Лопасти соединены с турбиной через ступицу, которая, в свою очередь, связана с тихоходным валом, который вращается с той же скоростью, что и лопасти (от 7 до 12 оборотов в минуту). Коробка передач увеличивает эту скорость более чем в 100 раз и передает ее на высокоскоростной вал, который вращается со скоростью более 1500 оборотов в минуту. Эта сила передается на генератор (в некоторых технологиях используются низкоскоростные генераторы, подключенные непосредственно к медленному валу), , где кинетическая энергия преобразуется в электрическую. Отсюда он идет к преобразователю, который преобразует его в переменный ток.

Вырабатываемая электрическая энергия имеет низкое напряжение, поэтому она транспортируется к трансформатору, который увеличивает напряжение (от 20 до 66 кВ) для транспортировки по ферме. Затем его транспортируют на подстанцию ​​, которая преобразует его в ток высокого напряжения (более 132 кВ). Это электричество, теперь пригодное для потребления, передается по линии эвакуации (обычно надземной) через установку, подключенную к распределительной сети, которая доставляет ее в дома.

ГДЕ МОЖНО УСТАНОВИТЬ МОРСКИЕ ВЕТРОВЫЕ ФЕРМЫ?

Ветряные электростанции обычно расположены в незаселенных сельских районах вдали от городов, чтобы шум, который они производят, не беспокоил жителей.

При выборе места для строительства ветряной электростанции необходимо учитывать несколько факторов:

Воздействие на окружающую среду.

Энергетический потенциал местности.

Изменение пространственного, временного и вертикального ветра по годам.

Геологические и инженерно-геологические условия участка.

Экологическая, юридическая и территориальная жизнеспособность, а также доступность местоположения.

Существуют метеорологические инструменты и модели, которые позволяют определить лучшие места для установки ветряных турбин и оценить перед строительством ветряной электростанции ее производственную мощность на протяжении всего срока ее службы.

КАКОВЫ ПРЕИМУЩЕСТВА БЕРЕГОВОГО ВЕТРОВОГО ХОЗЯЙСТВА?

• Они являются неисчерпаемым источником чистой, безопасной, возобновляемой энергии.
• Они сокращают потребление ископаемого топлива, что помогает предотвратить изменение климата и способствует переходу к энергетическому переходу.
• Отходов практически нет, они не производят ни токсичных газов, ни радиации.
• Это мобильные установки, что означает, что участок можно восстановить после демонтажа фермы.
• Затраты на обслуживание ветряных турбин минимальны.
• Ветряные электростанции не мешают сельскому хозяйству или животноводству вокруг объектов.
• Они создают рабочие места. Согласно отчету WindEurope, опубликованному в сентябре 2017 года, ветроэнергетика в Европе: сценарии на 2030 год, ветроэнергетика создаст 569 000 рабочих мест к 2030 году.

Alliant Kids — Wind Energy

много времени. Вы, наверное, видели ветряные мельницы на фермах. Когда ветер вращает лопасти ветряной мельницы, он вращает турбину внутри небольшого генератора для производства электроэнергии, как угольная электростанция.

Ветряная мельница на ферме может производить лишь небольшое количество электроэнергии, достаточное для питания нескольких сельскохозяйственных машин. Чтобы производить электричество, достаточное для обслуживания большого количества людей, коммунальные предприятия строят ветряные электростанции с большим количеством ветряных турбин.

Ветряные электростанции строятся на плоских открытых площадках, где ветер дует не менее 14 миль в час.

Они точно большие!

Ветровые турбины, используемые для крупных ветряных электростанций, бывают разных размеров, но обычно имеют ширину около 13 футов в основании и от 230 до 265 футов в высоту в узле.Когда одна из лопастей находится в вертикальном положении, общая высота составляет примерно 406 футов, как та, что изображена здесь, на ветряной электростанции Cedar Ridge в округе Фон-дю-Лак, штат Висконсин.

Сколько ветряных турбин нужно для ветряной электростанции?

Ветряные электростанции могут иметь от пяти до 150 ветряных турбин. Одна из крупнейших ветряных электростанций в США находится в Альтамонт-Пасс, Калифорния. Он имеет более 4800 ветряных турбин.

Alliant Energy владеет и управляет тремя ветряными электростанциями в Айове, Миннесоте и Висконсине.В дополнение к ветряным электростанциям, принадлежащим Alliant Energy, мы также закупаем более 600 мегаватт энергии у других ветряных электростанций на территории нашей зоны обслуживания.

Как работает ветряная турбина

Ветряная турбина работает противоположно вентилятору. Вместо того, чтобы использовать электричество для производства ветра, турбина использует ветер для производства электроэнергии.

Ветер вращает лопасти, которые вращают вал, который соединяется с генератором и производит электричество. Электроэнергия направляется по линиям передачи и распределения на подстанцию, затем в дома, предприятия и школы.

Сделайте свои собственные ветряные гаджеты!

Теперь, когда вы прочитали о ветроэнергетике, вы можете сделать свои собственные ветряные устройства дома.

Возобновляемая энергия

360-градусное видео: ветряная турбина внутри и снаружи

Как работает ветровая энергия?

В США 8% наших генерирующих мощностей генерируется ветровыми турбинами — это больше, чем любой другой возобновляемый ресурс, а энергия ветра выросла более чем в три раза за последнее десятилетие.Более половины этой емкости приходится всего на пять штатов: Техас, Айова, Оклахома, Калифорния и Канзас. По данным Американской ассоциации ветроэнергетики, по всей стране насчитывается более 56 000 ветряных турбин, которые обеспечивают мощность ~ 96 000 мегаватт, что достаточно для питания более 15 миллионов домов. Министерство энергетики прогнозирует, что к 2050 году мощность ветровой энергии увеличится до более чем 400 гигаватт.

Как вы можете участвовать в растущей активности ветроэнергетики? Многие электроэнергетические компании позволяют подключаться к ветровым и другим возобновляемым источникам энергии, если вы заплатите немного больше за «зеленый» вариант.Больше потребителей, подписывающихся на зеленую энергию, означает, что эти коммунальные предприятия будут работать над ее получением. Давайте посмотрим, как работают ветряные турбины, и рассмотрим возможные плюсы и минусы.

Как работают ветряные турбины?

На самом деле энергия ветра начинается с Солнца. Чтобы подул ветер, Солнце сначала нагревает участок земли вместе с воздухом над ним. Этот горячий воздух поднимается вверх, поскольку данный объем горячего воздуха легче, чем такой же объем холодного воздуха. Затем более холодный воздух врывается, чтобы заполнить пустоту, оставленную этим горячим воздухом, и вуаля: порыв ветра.

Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии описывает ветряную турбину как «противоположность вентилятора». Проще говоря, турбина забирает энергию ветра и преобразует ее в электричество. Так как же это сделать?

Во-первых, ветер оказывает давление на длинные тонкие лопасти, обычно 2 или 3 из них, заставляя их вращаться, подобно тому, как ветер толкает парусную лодку по воде. Затем вращающиеся лопасти заставляют ротор или конический колпачок на турбине, а также внутренний вал вращаться со скоростью около 30-60 оборотов в минуту.

Конечная цель состоит в том, чтобы вращать набор магнитов в генераторе, который будет генерировать напряжение в катушке с проволокой благодаря электромагнитной индукции. Однако генераторы требуют более высоких оборотов, поэтому коробка передач обычно соединяет этот вал с более низкой скоростью с валом с более высокой скоростью, увеличивая скорость вращения примерно до 1000–1800 оборотов в минуту. Эти коробки передач дороги и тяжелы, поэтому инженеры стремятся разработать больше генераторов с «прямым приводом», которые могут работать на более низких скоростях.

»Читать далее« Как работает энергия ветра? » на QuickAndDirtyTips.com

Информация и факты об энергии ветра

Ветер — это движение воздуха из области высокого давления в область низкого давления. На самом деле ветер существует потому, что Солнце неравномерно нагревает поверхность Земли. Когда горячий воздух поднимается, более холодный воздух заполняет пустоту. Пока светит солнце, будет дуть ветер. А ветер издавна служил источником энергии для людей.

Древние мореплаватели ловили ветер парусами.Когда-то фермеры использовали ветряные мельницы для измельчения зерна и перекачивания воды. Сегодня все больше и больше ветряных турбин выжимают из ветра электричество. За последнее десятилетие использование ветряных турбин увеличивалось более чем на 25 процентов в год. Тем не менее, он обеспечивает лишь небольшую часть мировой энергии.

Погода 101

Погода на нашей планете может быть очень суровой — от волн тепла и града до тайфунов и торнадо. Узнайте, что заставляет природу высвободить свою ярость.

Как это работает

Большая часть энергии ветра поступает от турбин, которые могут достигать высоты 20-этажного здания и иметь три лопасти длиной 200 футов (60 метров).Ветер вращает лопасти, которые вращают вал, соединенный с генератором, вырабатывающим электричество.

Самые большие ветряные турбины вырабатывают достаточно электроэнергии в год (около 12 мегаватт-часов) для снабжения около 600 домов в США. Ветряные электростанции имеют десятки, а иногда и сотни таких турбин, выстроенных вместе в особенно ветреных местах. Небольшие турбины, установленные на заднем дворе, могут производить достаточно электроэнергии для одного дома или небольшого предприятия.

Быстро развивающаяся ветроэнергетика

Ветер — это чистый источник возобновляемой энергии, не вызывающий загрязнения воздуха и воды.А поскольку ветер здесь бесплатный, эксплуатационные расходы после установки турбины практически равны нулю. Массовое производство и технический прогресс удешевляют турбины, и многие правительства предлагают налоговые льготы, чтобы стимулировать развитие ветроэнергетики.

К недостаткам относятся жалобы местных жителей на уродливые и шумные ветряные турбины. Медленно вращающиеся лезвия также могут убивать птиц и летучих мышей, но не так много, как автомобили, линии электропередач и высотные здания. Ветер тоже переменчив: если он не дует, электричество не вырабатывается.

Тем не менее, ветроэнергетика процветает. Благодаря глобальным усилиям по борьбе с изменением климата, таким как Парижское соглашение, возобновляемые источники энергии переживают бум роста, причем энергия ветра лидирует. С 2000 по 2015 год совокупная ветровая мощность во всем мире увеличилась с 17 000 мегаватт до более чем 430 000 мегаватт.