16+
Регистрация
РУС ENG
Расширенный поиск
http://www.eprussia.ru/epr/127/9831.htm
Газета "Энергетика и промышленность России" | № 11 (127) июнь 2009 года

Ветроустановки мегаваттного класса: особенности и перспективы

Энергетика: тенденции и перспективы К. т. н. Александр МОГИЛЕНКО, ОАО «Новосибирскэнерго»

Ветроэнергетика стремительно набирает обороты, особенно в таких странах, как США, Германия, Испания, Китай и Индия.

Ежегодно там устанавливаются сотни и тысячи ветроустановок (ВЭУ). Наиболее популярны ВЭУ мощностью от 1,5 до 3 МВт (например, в Германии в 2008 году 87 процентов установленных ВЭУ находятся в указанном диапазоне).

В данной статье рассматриваются технические особенности двух распространенных ВЭУ немецких производителей Enercon (фото 1) и Nordex (фото 2). Эти компании играют заметную роль во внедрении ветроустановок не только в Германии, но и во всем мире (рис. 1). Технические характеристики ветроустановок приведены в таблице.

На рис. 2 показаны упрощенные схемы работы ветроустановок, предназначенных для наземного использования. Как можно заметить на схемах и в таблице, у ВЭУ компании Enercon использована безредукторная схема подключения синхронного генератора, в то время как в установке Nordex (как и у большинства ВЭУ мегаваттного класса) применен асинхронный генератор, подключаемый через редуктор.

Редуктор ВЭУ N90/2500 является двухступенчатым и имеет массу 18,5 тонны.

Втулка ротора ВЭУ Е-70 соединена напрямую с кольцевым синхронным генератором. Благодаря этому, согласно данным компании Enercon, генератор ВЭУ Е-70 за 20 лет совершает столько же оборотов, сколько генератор с редукторным подключением делает за один квартал.

Роторы рассматриваемых ВЭУ трехлопастные, с горизонтальной осью вращения. У обеих установок лопасти ветроколеса изготовлены по типу сэндвича и снаружи покрыты слоем эпоксидной смолы. Внутренняя часть лопастей установки Е-70 изготавливается из древесины, а у N90 / 2500 – из пластмассы. Форма лопастей оптимизирована с целью снижения шума при работе ВЭУ.

Башни обеих ВЭУ представляют собой стальные трубы диаметром около 4 метров, которые могут иметь разную высоту (четыре варианта у E-70 и два варианта у N90/2500). Башня состоит из нескольких сегментов, монтируемых при помощи болтовых соединений. Для защиты от коррозии поверхности башни покрыты эпоксидной смолой. Установка башен осуществляется при помощи специализированных автокранов.

Фундамент ВЭУ Enercon E-70 имеет форму круга. Он изготавливается из прутьев металлической арматуры, конструкция заливается бетоном. В случае необходимости (например, при мягком грунте) устанавливают специальные сваи для устойчивости платформы фундамента.

Технология изготовления фундамента для ВЭУ Nordex N90/2500 схожая, отличие заключается в том, что фундамент этой установки может иметь различную форму в зависимости от конкретных условий.

Управление работой ветро-установок осуществляется при помощи современной микроэлектронной техники. В зависимости от направления ветра, которое постоянно контролируется установленным на гондоле сенсором, специальные электромоторы осуществляют поворот гондолы. Головной процессор системы управления постоянно анализирует данные, получаемые от датчиков всех функциональных систем ВЭУ.

В случае возникновения штормового ветра осуществляется останов ротора при помощи тормозной системы и разворот ветроколеса на 90°. Следует отметить, что установка Е-70 может работать при большей максимальной скорости ветра (до 34 м/с), нежели ВЭУ N90/2500 (25 м/с). Кроме того, в штормовой ситуации Е-70 позволяет плавно (а не мгновенно, как N90/2500) снижать вырабатываемую мощность до нуля.

Подключение ветроустановок к электрической сети осуществляется с обязательным выполнением всех требований транспортных компаний по качеству электроэнергии, компенсации реактивной мощности и др. Обе ВЭУ могут присоединяться к сети частотой 50 Гц или 60 Гц.

ВЭУ Nordex N90/2500 подключается к сети среднего напряжения через трансформатор, первичное напряжение которого равно 660 В. Трансформатор устанавливается в наземной отдельно стоящей трансформаторной подстанции, но есть вариант исполнения, при котором он расположен в самой гондоле. ВЭУ Enercon E-70 подключается к сети через трансформатор с первичным напряжением 400 В.

В случае, если несколько ВЭУ входят в один ветропарк, то между ними строится также внутренняя сеть, а присоединение к электрической сети осуществляется через центральную подстанцию.
Собственное электропотребление ВЭУ (системы управления, обогрев, вентиляция, гидравлические системы, вспомогательные устройства) не превышает 17 кВт.

Процесс доставки компонентов ВЭУ к месту ее функционирования является сложным и трудоемким, так как габариты и масса отдельных частей установки очень велики. К примеру, масса ротора ВЭУ N90 / 2500 равна 55 тоннам (вместе с лопастями), масса генератора 12 тонн, масса башни, в зависимости от исполнения, варьируется в диапазоне от 180 до 320 тонн. Длина каждой лопасти ротора равна почти 44 метрам, а длина отдельных секций башни превышает 22 метра, поэтому их транспортировка осуществляется специальным длинномерным автотранспортом и, в некоторых случаях, в сопровождении дорожной полиции.

На рис. 3 показана зависимость годовой выработки электроэнергии ВЭУ Nordex N90/2500 от среднегодовой скорости ветра. Выработка может достигать почти 10 миллионов кВт-ч.

Следует также отметить, что ВЭУ N90/2500, в отличие от E-70, имеет модификацию для так называемого офшорного (прибрежного) применения.


Ветроустановки мегаваттного класса: особенности и перспективы
По материалам компаний-производителей.
Фото Enercon, Nordex

Отправить на Email

Для добавления комментария, пожалуйста, авторизуйтесь на сайте

Также читайте в номере № 11 (127) июнь 2009 года:

  • Электрооборудование для энергетики
    Электрооборудование для энергетики

    ЧТО: XVIII международная выставка «Электро» («Электрооборудование для энергетики, электротехники, электроники; энерго- и ресурсосберегающие технологии; бытовая электротехника»). ГДЕ: Россия. Москва, «Экспоцентр». КОГДА: 8 – 11 июня 2009 года. ...

  • Малый бизнес оценивает новые правила
    Малый бизнес оценивает новые правила

    Одним из последних заявлений Анатолия Чубайса на посту главы РАО ЕЭС было обещание создать особые условия техприсоединения для малого бизнеса. И вот обещанное свершилось: начиная с 5 мая 2009 года в силу вступает новый порядок технологического присоединения субъектов малого и среднего бизнеса к электрическим сетям. Как сами представители малого бизнеса оценивают эти нововведения, суть которых изложена в правительственном постановлении ...

  • Наш ответ Энергетической хартии
    Наш ответ Энергетической хартии

    В Хабаровске состоялся саммит Россия – Евросоюз. В ходе встречи обсуждались вопросы энергетической безопасности в Европе, рассматривалась российская инициатива по договору о европейской безопасности. ...

  • Поднять геологоразведку
    Поднять геологоразведку

    России необходимо нарастить возможности своей геологоразведки в шесть-семь раз. В противном случае страна рискует быть оттесненной на дальние позиции в соревновании нефтегазовых держав. ...

  • Об оптимистах и реалистах
    Об оптимистах и реалистах

    О судьбе российской энергетики, ситуации в период кризиса и дальнейшем развитии отрасли шла речь на V конференции «Риск-менеджмент в электроэнергетике», состоявшейся в мае в Москве. ...