Большая часть мировых ресурсов ветровой энергии находится на шельфе — часто далеко от берега, где вода настолько глубока, что нецелесообразно строить типичные ветряные турбины типа «вентилятор на палке» с основаниями, утопленными глубоко в морское дно. Плавающий ветер на данном этапе настолько дорог в строительстве, развертывании и обслуживании, что в конечном итоге он стоит в два-три раза больше за киловатт-час энергии, чем морские установки с неподвижным дном.
Здесь есть огромные возможности для технологического прогресса, и такие компании, как норвежская World Wide Wind, предлагают довольно радикальные идеи в этой области. Большая часть стоимости энергии сводится к размеру, весу и материалам, используемым в конструкции турбины, наряду с логистическими проблемами и специализированным оборудованием, необходимым для сборки, установки и обслуживания.
Бостонский стартап T-Omega Wind утверждает, что он провел модельные испытания уникальной конструкции плавучей оффшорной ветряной турбины, которая может противостоять сильным штормам и волнам высотой в сто футов, но на 20% легче и примерно на 30% дешевле обычных конструкций, не говоря уже о простом развертывании и установке.
«Все морские плавучие турбины, кроме нашей, похожи на айсберги», — говорит соучредитель и главный инженер T-Omega Джим Пападопулос. «Все, что у них есть над водой, у них в четыре раза больше под водой. Если у них есть 1500 тонн над водой, у них есть 6000 тонн под водой. Это большие расходы. Это одно из больших отличий в стоимости, подвижности и спуске на воду».
Обычные плавучие турбины, говорит Пападопулос, используют технологию, которая когда-либо была разработана только для земли. «Прямо сейчас турбина в стиле Vestas или GE имеет огромный ротор с валом на одной стороне. Вы можете спроектировать почти что угодно, но с односторонним валом этот вал массивен и требует особого внимания. И из-за сил, которые проходят через эту конструкцию, есть очень небольшой запас прочности, чтобы раскачать ее. Поэтому они должны удерживать их неподвижно, в совершенно вертикальном положении — отсюда и тяжелое, дорогое основание».
Подход T-Omega совершенно другой, начиная с самой турбины и генератора, которые крепятся к двухсторонней полуоси, жестко поддерживаемой с обоих концов. Таким образом, вместо одной тяжелой опоры турбина поддерживается четырьмя гораздо более тонкими опорами, достигающими легких, широко расставленных плавучих базовых платформ. Это очень похоже на то, как подвешено колесо обозрения.
«Если вы возьмете деревянную дверь и опустите ее в воду, она не опрокинется», — говорит Пападопулос. «Это ширина по сравнению с высотой. Так что да, у нас очень широкая база по сравнению с любой другой плавучей конструкцией».
Плавучая база привязана к морскому дну, и при изменении ветра база свободно вращается вокруг своей оси вращения на морском дне, так что она всегда обращена прямо против ветра, но без каких-либо датчиков, двигателей и поворотных механизмов. По словам Пападопулоса, башня такой системы может быть широкой и эффективной, что приведет к огромной экономии средств.
«Внезапно вес башни может составить что-то вроде 15-20% от веса обычной башни. И вместо того, чтобы иметь дело со сталью толщиной в два или три дюйма — со всем оборудованием, временем и логистикой, которые влекут за собой — вы имеете дело со сталью толщиной полдюйма или меньше, и любой может ее резать и сваривать».
Это также следует за механизмом наверху. Поддерживаемая с обеих сторон, конструкция T-Omega не нуждается в таких же массивных конструкциях ступицы и оси, которые нужны обычным турбинам, просто для того, чтобы справиться с огромным напряжением, создаваемым односторонней осью. Это означает меньше металла, меньше веса, меньше специализированного инструмента и меньше затрат на каждом этапе пути. Это также означает, что более широкий круг производственных предприятий может создавать такие вещи.
Компания построила прототип двухметровой высоты (6,5 фута) — модель промышленного продукта мощностью 10 МВт в масштабе 1:60 и проверила его на устойчивость в волновом резервуаре в Глазго.
«Это самая легкая модель плавучего ветрогенератора в масштабе от 1 до 60, которую я когда-либо тестировал», — сказал доктор Сайшуай Дай, руководитель проекта Лаборатории гидродинамики Кельвина. «Модель успешно прошла штормовое состояние моря с эквивалентной полномасштабной значительной высотой волны 18 метров (59 футов). В этом штормовом состоянии моря наблюдалась эквивалентная полномасштабная максимальная высота волны 30 метров (98 футов), и это выдвигало верхний предел наших генераторов волн».
Поскольку конструкция не уходит глубоко под воду, развертывание значительно упрощается. Вы можете собрать эти вещи вместе в доке или даже без нее, спустить их прямо в воду, а затем отбуксировать на место. Техническое обслуживание почти такое же; отцепите турбину, отбуксируйте ее обратно на берег, выполните все необходимое техническое обслуживание, а затем, когда закончите, верните ее обратно в ветряную электростанцию. Нет необходимости в самоподъемных судах или плавучих кранах, вы просто буксируете турбины обратно в порт, где все очень просто.
Сподобалася стаття! Підтримай проект BuildingTech!
50% коштів іде на закупівлю спорядження для ЗСУ!
Фотозвіт - https://www.facebook.com/BuildingTech1
Дякуємо всім за допомогу!
PrivatBank:
UAH - 4149 4993 7451 0947
USD - 4149 4993 7451 0988
EUR - 4149 4993 7451 1002
