Как работает крупнейшая в мире морская ветряная турбина
Альтернативные источники энергии, такие как солнечные или ветряные станции, являются экологичным способом обеспечить хозяйства электроэнергией без вреда для окружающей среды. Одной из перспективных областей возобновляемой энергетики является строительство оффшорных ветряных электростанций, построенных в неглубокой зоне морей.
В настоящее время морская ветроэнергетика является довольно дорогим источником энергии, — внушительные затраты на строительство и эксплуатацию турбин приводят к высокой стоимости энергии и ее меньшей распространенности. Однако эксперты прогнозируют, что благодаря оптимизации затрат на производство и увеличению мощностей данный сектор ожидает снижение цен на 37–49% до 2050 года.
На данный момент Haliade-X 14 — самая мощная действующая морская турбина, однако производители со всего мира считают, что 14 МВт мощности — не предел возможностей. Например, китайская Ming Yang Wind Power Group Limited объявила о разработке гигантской турбины MySE 16.0-242 высотой 242 м и мощностью 16 МВт. Компания обещает, что 118-метровые лопасти смогут охватить площадь в 46 тыс. кв. м. Предполагается, что MySE 16.0-242 будет построена в 2022 году, однако коммерческое производство начнется лишь в 2024-м.
Как устроена самая мощная в мире приливная турбина
Запуск О2 происходит в контексте стимулирования промышленности и научных разработок Великобритании. Создание плавающей приливной электростанции может революционизировать весь сектор приливной энергетики.
В отличие от распространенных в настоящее время береговых приливных электростанций, плавучие «подводные ветряки» не нуждаются в огромной плотине, строительство которой занимает много времени и предполагает большие финансовые вложения.
Таким образом, в теории цена киловатт-часа электроэнергии, вырабатываемой на плавающих ПЭС, может быть значительно дешевле, чем у классических ПЭС. Кроме того, обслуживание подобных электростанций может осуществляться небольшими судами, что позволяет быстро реагировать на чрезвычайные внештатные ситуации.
Разработка Orbital Marine Power также отвечает амбициозным планам Великобритании по сокращению выбросов углекислого газа в атмосферу и развитию возобновляемых источников энергии. Компании и ассоциации данной сферы надеются на помощь государства в продвижении приливной энергетики — от установки целевых показателей в 1 ГВт для «подводных ветряков» к 2030 году до внедрения специальных механизмов поддержки отрасли в виде контрактов на разницу цен.
Комитет по аудиту в сфере охраны окружающей среды Палаты общин Великобритании в недавнем отчете признал, что государство должно поддержать активно развивающийся и многообещающий сектор приливной энергетики. В случае успеха плавающих ПЭС в Великобритании, стоит ожидать, что за ней последуют и международные рынки.
«В Orbital мы реализуем смелое и новаторское видение, — возможно, достаточно сильное, чтобы наконец сдвинуть отрасль со стартовой площадки». — отмечает гендиректор Orbital Marine Power Эндрю Скотт.
В Китае запустили самый большой в мире морской ветрогенератор
Китайская корпорация Three Gorges Energy запустила самую большую в мире морскую ветряную турбину, мощность которой составляет 16 МВт. Об этом сообщается на официальном сайте компании.
Гигантская установка диаметром 260 м будет снабжать электроэнергией около 36 тыс. домов жителей Китая. Каждая лопасть имеет длину 123 м и весит 54 т. За один оборот гигантский ветряк вырабатывает 34,2 кВт⋅ч энергии. Высота самой башни, на вершине которой установлен ротор, составляет 152 м, это сопоставимо с высотой 50-этажного дома.
Общий вес конструкции равен 385 т, плюс к этому еще и три 123-метровых лопасти по 54 т весом каждая. Турбина способна выдерживать порывы ветра со скоростью до 287 км/ч. Ожидается, что ежегодно установка будет производить около 66 ГВт*ч.
Инженерное сооружение расположено в Тайваньском проливе, где наблюдаются «почти штормовые» условия со скоростью ветра свыше 51 км/ч более 200 дней в году.
Примечательно: ранее самой крупной считалась ветряная турбина мощностью 14 МВт в Роттердаме компании GE Renewable Energy.
В феврале этого года были высказаны предположения, что зеленая ветряная энергетика в океане стала угрозой для китов, об этом заговорили после того, как за несколько месяцев на атлантическое побережье США выбросило около двух десятков особей. Но власти и отраслевые компании отрицают, что ветрогенераторы могут как-либо повлиять на жизнь китов, писал Bloomberg.
Тогда же стало известно, что за 2022 год страны Европейского союза впервые получили большую часть электрической энергии из возобновляемых источников, а не из газа, следует из данных британского аналитического центра Ember. Ветряные и солнечные электростанции сгенерировали в 2022 году 22% электроэнергии в ЕС, газовые — 20%. На угольных выработали 16% электричества.
У побережья Великобритании заработала крупнейшая морская ветроэлектростанция мира.
Начавшая работать в понедельник ветроэлектростанция расположена в Северном море, на расстоянии 120 километров от берегов Англии. Ее мощность после завершения всех пуско-наладочных работ составит 1,2 гигаватта. Для сравнения: мощность одной из крупнейших электростанций России, Балаковской АЭС, составляет 4 гигаватта.
Ветроэнергетика за последние десятилетия из разряда экзотики перешла в основные источники электричества. Если в середине девяностых годов суммарная мощность всех ветроэлектростанций мира не превышала десятка гигаватт, то в середине нулевых она перевалила за 50 ГВт, а в 2016 году приблизилась к отметке 500 ГВт. Экспоненциальный рост с возрастанием мощностей на порядок за каждое десятилетие, очевидно, не может быть постоянным, но в 2018 году в строй ввели еще полсотни гигаватт мощности, то есть столько же, сколько работало на всей планете в нулевые годы.
Популярность энергии ветра обусловлена тем, что при ее использовании не нужно ни сжигать ископаемое топливо, ни утилизировать опасные радиоактивные отходы, ни затоплять ценные земли. Однако есть у нее и недостатки: ветрогенераторы шумят и вблизи жилья строить их нежелательно. Кроме того, ветер в определенном месте дует далеко не всегда и его сила постоянно меняется. Обе эти проблемы теоретически можно решить, если перенести ветряки в открытое море — ветер там есть практически всегда, да и шум людям не мешает.
Для этих целей практически идеально подходит Северное море вблизи берегов Британии — там ветрено и относительно неглубоко. Это позволяет тяжелым судам подойти близко к месту монтажа (для ветрогенератора с ротором диаметром 154 метра большие плавучие краны просто необходимы) и при этом обойтись без уходящих на сотни метров в воду сложных и дорогих опор. Подходящее место нашлось в 120 километрах от восточного берега Англии, и в 2016 году там началось сооружение первых турбин. 3 июня 2019 года первые 50 турбин из 174 дали первый ток.
Строительство морской ветроэлектростанции. Снимок сделан на другой МВЭС, построенной по тому же принципу
Предполагается, что к 2022 году в этом же районе построят Хорнси-2 (ее мощность составит уже 1,8 ГВт вместо 1,2). И, возможно, Хорнси-3 на 2,4 гигаватта — правда, она сейчас только в стадии проектирования и может быть построена лишь к середине 2020-х.
Надо отдельно отметить, что везде под мощностью подразумевается электрическая мощность, которую установки могут выдать при благоприятных условиях, поэтому годовая выработка электричества окажется заметно меньше. Теоретически 21 гигаватт установленной мощности в Великобритании мог бы дать свыше 180 ТВт*часов в год, но на практике за 2018 год получилось всего 58 ТВт*часа.
Но даже с учетом штилей и простоев ветроэлектростанции в 2018 году дали Великобритании около шестой части (17,4%) всего потребляемого за год электричества. Относительно немалую долю составили и другие альтернативные источники: солнечные батареи — около четырех процентов и почти 11 процентов дало сжигание биотоплива вкупе с утилизацией свалочного газа.