Оффшорные (за пределами берега) ветряные электростанции
11.12.11
При выборе месторасположения ветряной электростанции главным критерием является среднегодовая скорость ветра. Чем выше этот показатель, тем эффективнее будет работать ветроэлектрическая установка, и тем самым стабильнее будет передача электроэнергии потребителю. Именно поэтому к оффшорным ветряным электростанциям прикован наибольший интерес.
Среди отраслей возобновляемой энергетики по установленной мощности ветроэнергетика развивается особенно быстро. Сейчас уже построены огромные наземные ветропарки. Одним из них является Roscoe Wind Farm с 627-и установками горизонтально-осевого типа, и расположенном на площади в 400 квадратных км.
Однако, территория, где дуют сильные и стабильные ветра, на суше не безгранична. Особенно в густонаселенной Европе. Конечно, можно построить ветропарки на суше и за пределами Европы, но тогда транспортировка электроэнергии обходилась бы настолько дорого, что строить ветропарки просто не имело бы смысла. Но выход был найден – это территория на море вдоль побережья.
В некоторых местах глубина достигает нескольких десятков метров, и при этом территория ничем не занята. Кроме этого, в море среднегодовая скорость ветра выше, чем на суше, что позволит вырабатывать больше электроэнергии. Например, в Северном море средняя глубина составляет 96 м при площади в 544 тыс. кв.км. Поэтому неудевительно, что на нем расположено больше всего оффшорных ветропарков.
Еще одним преимуществом может послужить тот факт, что оффшорную ВЭС можно расположить в море вблизи крупного промышленного центра, снизив тем самым стоимость передачи электроэнергии по сетям. При этом на удалении 10-12 км от берега, оффшорная ВЭС не будет портить морские пейзажи.
В море среднегодовая скорость ветра выше, чем на суше, это позволит вырабатывать больше электроэнергии
Но несмотря на преимущества у оффшорной ветроэнергетики есть огромный минус – строительство оффшорных ветропарков обходится дороже, чем наземных, поэтому окупается оно лишь в том случае, если ветропарк вырабатывает достаточное количество энергии. Например, установка фундамента для наземной ВЭУ обходится в несколько раз дешевле, чем для оффшорной ВЭУ. В связи с этим, по данным REN21, стоимость одного кВт-часа для ВЭС мощностью выше 1,5 МВт наземного размещения равно 5-9 центов США, а для морского размещения 10-14 центов США. Для сравнения стоимость одного кВт-часа для гидроэлектростанций с установленной мощностью свыше 10 МВт составляет 2-5 центов США.
Специалисты предлагают снизить себестоимость произведенной энергии за счет увеличения размеров ветроустановок. Но здесь тоже возникают множество вопросов, связанных с прочностью. Например, длина лопастей некоторых моделей превышает 45 метров, и при дальнейшем увеличении этого показателя, повышаются требования к их прочностным характеристикам.
Также эксплуатация и техническое обслуживание оффшорных ветряных электростанций является более трудным и дорогостоящим, чем наземных ветряных электростанций. Морские условия усложняют монтаж, пуско-наладочные работы, обслуживания и ремонт, что делает это основной проблемой. В зимних условиях, ветряные электростанции могут быть недоступны для обслуживания в течение нескольких дней при штормовых условиях и плохой видимости. Кроме этого существует еще ряд вопросов, которые необходимо решить при установке оффшорных ВЭС. Это и вопрос, связанный с помехой для транспортного судоходства и рыболовства, и вопрос с экологией, и т.д.
Но, тем не менее, развитие этой отрасли продолжается, и предлагаются все новые и новые решения оффшорных ветроустановок.
Пионером в области оффшорной ветроэнергетики является Дания. Именно в этой стране в 1991 году была установлена первая в мире оффшорная ветроэлектростанция (ВЭС) Vindeby (еще известна как Ravnosbogr) мощностью 5 МВт, состоящая из 11 ветротурбин компании Siemens мощностью 0,45 МВт каждая.
По состоянию конец 2010 года суммарная мощность всех установленных и запущенных в эксплуатацию оффшорных ветроустановок составляла 3,16 ГВт. Большая часть оффшорных ветроустановок находится в Северной Европе. Согласно исследованиям BTM Consult к 2014 году суммарная мощность оффшрных ветроустановок превысит 16 ГВт. Значительный вклад в это внесут строящиеся оффшорные ветропарки в Великобритании и Германии.
Например в Великобритании за 2010 год было построено четыре оффшорных ветроэлектростанций с наименьшей установленной мощностью 64,8 МВт и с наибольшей 300 МВт (Thanet Offshore Power Station).
Принцип работы оффшорного ветропарка кардинально ничем не отличается от наземного. Разница лишь в условиях эксплуатации. Оффшорные ветротурбины должны иметь повышенную защиту от агрессивной среды – т.е. от соленой воды, что влияет на требование к некоторым материалам.
1 - фундамент, 2 - лопасти, 3 - (мультипликатор) генератор в гондоле, 4 - подводный кабель, 5 - оффшорный трансформатор, 6 - подстанция на берегу
Ветротурбина устанавливается на фундамент (1). Набегающий ветряной поток под действием аэродинамических сил вращает лопасти (2), которые механически связаны коробкой передач (мультипликатор) и генератором, расположенными в гондоле (3). Генератор вырабатывает электроэнергию, передающуюся по подводным кабелям сначала на оффшорный трансформатор (5), а затем на подстанцию (6), расположенную на берегу.
В зависимости от типа поверхности дна и глубины существует несколько разновидностей фундаментов.
Наиболее распространенными моделями ветроустанок в 2010 году были ВЭУ производства немецкого концерна Siemens и датского концерна Vestas, которые составляли 91,8% от всей установленной мощности оффорных ветропарков – 3160 МВт. При строительстве оффшорных ВЭУ производства Vestas наибольшей популярностью пользовались модели Vestas V-80 (мощность 2 МВт) и Vestas V-90 (3 МВт), а производимые Siemens модели – Siemens 2,3-93 и Siemens 3,6-107.
Для постройки фундамента под ВЭУ было специально разработано и построено судно TIV Resolution. Это судно оснащено 6-ю опорами, которые опускаясь на дно, стабилизируют судно, тем самым обеспечивают стабильную платформу для установки турбин на заранее подготовленное место. Как только турбины установлены, Resolution опускается обратно в воду и передвигается на другую локацию, где процесс повторяется.
Сейчас оффшорная ветроэнергетика продолжает развиваться. Уже сегодня есть разработки плавучих ВЭУ, не требующих установки фундамента. Все чаще предлагаются даже в чем-то футуристические разработки. И не смотря на некоторую дороговизну «оффшорной» электроэнергии, перспективы в данном сегменте огромные.
Фотоэксукрсия по строительству оффшорной ветроэлектрической установки
Монтаж первой оффшорной ветроэлектрической установки завершен
Комментарии:
Водоворотная мини-ГЭС Skystream 600 - ветрогенератор нового поколения с интеллектуальным управлением
Свечной обогреватель воздуха
Если дома холодно, то хочешь, не хочешь а дополнительный обогреватель придется купить. Или можно смастерить самому. Предлагаемый далее, простой и гениальный обогреватель воздуха поможет быстро нагреть воздух в помещении без затрат электроэнергии.
Хронология водородных топливных элементов
Когда-то в будущем, о начале нашего века возможно скажут, что растущие цены на нефть и беспокойство об окружающей среде привели к резкому расширению кругозора автопроизводителей и заставили их разрабатывать и внедрять все новые и новые виды топлива и двигателей. Одним из этих видов топлива будут называть водород.
Есть ли будущее у газогенераторных автомобилей?
В 1990-х годах водород рассматривали в качестве альтернативного топлива будущего. Затем большие надежды возлагались на биотопливо. Позже большое внимание привлекло развитие электрических технологий в автомобилестроении. Если и эта технология не получит дальнейшего продолжения, тогда наше внимание вновь сможет переключиться на газогенераторные автомобили.
Энергосберегающие системы
Это интересно
Последние записи
Последние энергоновости
- В 2019 году три европейские страны побили рекорды по возобновляемой энергии
- Водород из аммиака для автомобилей на топливных элементах
- В Британии заработал частный термоядерный реактор
- В Германии запущен термоядерный стелларатор Wendelstein 7-X
- Первый в мире водородный трамвай создан в Китае
- Зеленые крыши и солнечные панели для энергосбережения
- Сервера для отопления
- Дорога из солнечных панелей в Нидерландах
- Вечная лампа накаливания
- Газовое озеро Киву