Оффшорная ВЭУ 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.

Преимущества и недостатки

Среди отраслей возобновляемой энергетики по установленной мощности ветроэнергетика развивается особенно быстро. Сейчас уже построены огромные наземные ветропарки. Одним из 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.

windfarm-offshore
(Изображение: offshorewind.biz)

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.

История появления оффшорной энергетики

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 на октябрь 2010 года суммарная мощность всех установленных оффшорных ветрустановок составляет 3,16 ГВт. Большая часть оффшорных ветроустановок находятся 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).

Как работает оффшорная ветряная электростанция

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.

Принцип работы оффшорной ВЭС
(Изображение: BWEA)

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 и глубины поверхности существует несколько разновидностей фундаментов.

Фундамент оффшорной ВЭУ
(Изображение: OffshoreWind.net)

Наиболее распространенные модели ветроустанок

По состоянию на октябрь 2010 года доля ВЭУ производства немецкого концерна Siemens и датского концерна Vestas составляет 91,8% от всей установленной мощности оффорных ветропарков – это 3160 МВт. Для строительства оффшорных ВЭУ производства Vestas наибольшей популярностью пользуются модели Vestas V-80 (мощность 2 МВт) и Vestas V-90 (3 МВт), а производства Siemens модели Siemens 2,3-93 и Siemens 3,6-107.

Судно для установки фундамента для ветроустановок

Одним из суден, служащим для установки фундамента является судно TIV Resolution, специально разработанное для этих целей. Для этого оно 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.

TIV Resolution
(Изображение: MPI Offshore)

TIV Resolution
(Изображение: MPI Offshore)

Заключение

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.

 

Дорош Игорь, RE

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

2006-2016 Дорош Игорь
admin@renewable.com.ua
Использование любых материалов, 
размещенных на сайте, разрешается
при указании прямой ссылки.