Электричество от ветра

Выражение «пустить по ветру» означает бездумные, бесполезные траты чего-либо. А вот сам ветер может быть даже очень полезен людям, если уметь правильно использовать его энергию. В этом деле преуспевают несколько конкурирующих между собой фирм и компаний.

Среди нетрадиционных способов получения электрической энергии на особом месте стоит ветроэнергетика. Это одно из бурно развивающихся направлений развития так называемой альтернативной энергетики. Передовые позиции здесь занимают датская компания Vestas Wind Systems и жёстко конкурирующие с ней немецкие Siemens AG и Nordex.

По всему миру установлено электроветровых турбин, несущих на себе марку "Siemens" в количестве приближающемуся к семи тысячам единиц, пиковая мощность которых превышает пять миллиардов ватт, что в сравнении, например с тепловыми энергоустановками эквивалентно снижению выбросов в атмосферу вредного углекислого газа в количестве восьми миллионов тонн в год.

Компания Siemens AG была основным поставщиком оборудования при строительстве крупного парка электрогенерирующих ветровых установок в шотландском местечке Вайтли. Одна из самых больших моделей турбины ветроэлектрогенератора в линейке продуктов Siemens AG обладает номинальной мощностью в 3,6 мегаватта. Ротор турбины диаметром 107 метров, вращается тремя, лопастями, которые имеют консольное крепление. Лопасти изготовлены из стекловолокна по запатентованной бесшовной технологии, позволяющей выдерживать напор ветра ураганной силы. В планах компании наладить выпуск шестидесяти метровых лопастей, предназначенных для вращения турбин ветроэлектрогенераторов ещё большей мощности.

Лопасти изготавливаются в виде цельной отливки и поэтому не имеют швов и клеевых соединений, что делает их достаточно устойчивыми при взаимодействии с водой и при попадании молнии. Компания гарантирует двадцатилетний срок безаварийной работы лопастей. В основе производственного процесса изготовления лопастей лежит технология, которая формирует пластмассовое изделие с использованием вакуумной камеры, - технология (VARTM).

Лопасти крепятся на подшипниках в резиновых втулках и оснащаются механизмом, поворачивающим лопасти вокруг вертикальной оси, что позволяет автоматически регулировать режим вращения ротора. Кроме этого предусмотрена возможность в зависимости от силы ветра изменять угол наклона лопастей по отношению к направлению ветра. Это обеспечивает, как плавное изменение скорости вращения ротора турбины, так и при слишком сильном ветре (25 и более метров в секунду), когда лопасти наклоняются на восемьдесят градусов, позволяет полностью остановить вращение, что уберегает турбину от разрушения. Все лопасти проходят испытание на стендах компании. Ротор генератора и статорная обмотка разрабатывались с учётом требований, обеспечивающих эффективную эксплуатацию при частичных нагрузках. В конструкции генератора предусмотрена система вентиляции с термостатом. Она автоматически поддерживает оптимальные параметры температурного режима. Эти мероприятия обеспечивают гарантированный компанией срок службы оборудования. Все агрегаты ветряной турбины монтируются на стальной башне конической формы. Доступ в гондолу, где размещены основные системные блоки и устройства, возможен по винтовой лестнице, которая находится во внутреннем пространстве башни.

Ветряная электростанция работает в режиме полного автомата. Ротор генератора самостоятельно начинает вращение при ветре, скорость которого равна трём – пяти метрам в секунду. При возрастании скорости ветра до значений одиннадцать – четырнадцать метров в секунду, установка плавно без скачков выходит на номинальную мощность и продолжает работу в базовом режиме до тех пор, пока скорость ветра не станет равна двадцати пяти метрам в секунду или превысит её. В этом случае вращение ротора турбины автоматически остановится, так как лопасти, приводящие ротор во вращение, изменят наклон на угол, равный восьмидесяти градусам.

Все ВЭС компании Siemens AG имеют систему дистанционного контроля и управления WebWPS SCADA. Эта система позволяет осуществлять контроль работы турбины на большом расстоянии, и обеспечивает оператору в online режиме получение всех необходимых отчетов. Используемая при этом система NetConverter® позволяет беспрепятственно взаимодействовать практически с любым сетевым оператором.

Siemens AG не оставляет без внимания и морские акватории, поскольку там более устойчивые воздушные потоки. Совместно с норвежской энергетической компанией Hydro, Siemens AG планирует создание плавучих ветровых электростанций. Испытание плавучей ветровой турбины предполагается провести вблизи норвежского побережья.