Ветроэнергетика: технологические шедевры
Сегодня у такого лидера ветроэнергетики, как Германия, строящей планы к 2045 г. стать безуглеродной индустриальной державой, возникают проблемы с собственным населением, возражающим против строительства ВЭС рядом с домами из-за раздражающего шума лопастей, слышного за полтора километра, а также тени от исполинского ветряка, заслоняющего солнце. Жителям также не нравится губительное воздействие ветряков на летучую фауну.
Немецкие инженеры разрабатывают решения для удовлетворения требований жителей. Теперь в каждой лопасти проделываются специальные отверстия, снижающие турбулентность и сопутствующее шумообразование. На ветряки устанавливают регистраторы летучих мышей – как только те подлетают, система отключается. Также устанавливают датчики света, которые в безветренную солнечную погоду перемещают лопасти так, чтобы уменьшить отбрасываемую ими тень на окружающие здания.
Для строительства и обслуживания высотных ветрогенераторов компания Bronto Skylift, интересы которой в России представляет компания «Новалифт-С» (г. Санкт-Петербург), предлагает серию подъемников S-HLA с высотой подъема 90–112 м, включающую три модели.
Модель S90HLA с высотой подъема 90 м монтируют на 5-осное шасси полной массой 48 т. Подъемник работает в круговой зоне, грузоподъемность на вылетах до 29 м достигает 700 кг, на вылетах до 32 м – 400 кг.
Стреловое оборудование включает 5-секционную стрелу коробчатого сечения, 3-секционное телескопическое колено и дополнительное поворотное колено-манипулятор с рабочей платформой на нижнем подвесе. Максимальная грузоподъемность рабочей платформы – 700 кг, платформа может поворачиваться вправо-влево на 85°, а колено-манипулятор позволяет тонко регулировать высоту и вылет платформы, не прибегая к движениям стрелой и телескопическим коленом.
Конструкции подъемника – нижняя платформа, поворотная платформа, опора, стрела – выполнены из высокопрочных сталей. Ось вращения опорно-поворотного устройства находится над задней 3-осной колесной тележкой, что обеспечивает оптимальную развесовку в транспортном положении. Устойчивость подъемника в рабочем положении обеспечивают две пары гидравлических опор, выдвигающихся поперек оси автомобиля по Н-образной схеме.
Модель S104HLA обеспечивает подъем до 104 м и работу в круговой зоне с максимальной грузоподъемностью 400 кг на вылетах до 33 м и 700 кг на вылетах до 30 м. Рабочая платофрма аналогична модели S90HLA.
Стреловое оборудование состоит из 5-секционной стрелы, 3-секционного телескопического колена, манипулятора с рабочей платформой на нижнем подвесе. Подъемник монтируют на 6-осное шасси полной массой 62 т.
Модель S112HLA обеспечивает подъем до 112 м и работу в круговой зоне с максимальной грузоподъемностью 400 кг на вылетах до 33 м и 700 кг на вылетах до 30 м.
Стреловое оборудование состоит из 6-секционной стрелы, 3-секционного телескопического колена, манипулятора с рабочей платформой на нижнем подвесе. Подъемник монтируют на 7-осное шасси полной массой 74 т.
Следующий важный экологический аспект – утилизация лопастей. До сих пор изношенные лопасти резали на части и хоронили на полигонах ТКО, что к экологичности имеет отдаленное отношение. В ЕС и Великобритании эту проблему приняли близко к сердцу и, вероятно, к 2025 г. запретят свалки лопастей. Вероятно также, что лопасти начнут вывозить в страны третьего мира, как сейчас вывозят ТКО. Лидеры ветроиндустрии Vestas и Siemens Gamesa начали разработки лопастей, полностью пригодных для переработки и вторичного использования.
В целом ветровая индустрия – это не столько энергетика, сколько технологии, производство и рабочие места, тем более, что зеленая энергетика нежизнеспособна без дотаций и государственных программ поддержки.
В России действует программа поддержки ветроэнергетики (ДПМ ВИЭ), по которой выделены квоты на строительство до 2024 г. 5,4 ГВт возобновляемой энергетики, из которых 3,3 ГВт приходится на ветроэнергетику. На 1 июня 2021 г. в рамках программы ДПМ введено 1 158,09 МВт генерации ветроэнергетики – 710 ветрогенераторов, более 1500 МВт проектируется и строится, 180 МВт разыгрывается на конкурсе. Регионами-лидерами по объему реализованных проектов в рамках действующего механизма поддержки стали Оренбургская, Астраханская, Ульяновская и Саратовская области, Республика Алтай и Республика Башкортостан. Правительством РФ принято решение о продлении программы в целях сохранения потенциала производства компонентов для ВИЭ (возобновляемых источников энергии) до 2035 г. на сумму 360 млрд руб. К этому сроку в России должно быть введено более 12 ГВт мощностей генерации на основе солнечных, ветроэлектростанций и малых ГЭС, в том числе 3,2 ГВт ветроэлектростанций. Проектам, прошедшим отбор, гарантируется окупаемость инвестиций с базовой доходностью 12% годовых за счет повышенных платежей оптовых потребителей.
Основными участниками российского сектора ветрогенерации выступают компании АО «НоваВинд» (ГК «Росатом»), ПАО «Энел Россия», Фонд развития ветроэнергетики (группа «Роснано», ПАО «Фортум»), ПАО «Фортум».
С увеличением массы и габаритов компонентов ветрогенераторов транспортные средства компании Goldhofer становятся необходимостью. Для перевозок гондол и секций башен, точнее их сегментов, рекомендуют использовать несамоходные модульные транспортные средства серии THP/SL, которые составят основу автопоезда. Автопоезд составляется из состыкованных друг с другом модулей. Также модульный прицеп может быть дополнен низкорамной рабочей площадкой для уменьшения погрузочной высоты.
Помимо большой грузоподъемности модули обладают таким важным преимуществом, как гидравлическая маятниковая подвеска с ходом 600 мм, что очень важно при доставке груза в холмистой, горной местности, а также при прохождении населенных пунктов и тоннелей, пересечении ж.-д. переездов. Гидравлическая подвеска позволяет регулировать дорожный просвет в большом диапазоне и за счет этого преодолевать сложный участок.
Жесткая рама модуля, устойчивая к скручивающим и изгибающим нагрузкам, позволяет перевозить сверхтяжелые, высококонцентрированные грузы. Для перевозок лопастей и верхних секций башен предназначен автомобильный полуприцеп-лопастевоз Goldhofer STZ-DL 4AAA с трехкратным раздвижением грузовой площадки до 54,9 м. На полуприцепе можно перевозить лопасти длиной до 70 м. При собственной массе грузоподъемность полуприцепа составляет 56 т в полностью сдвинутом положении. Ходовая часть состоит из 4 управляемых осей на поворотных столах, которые позволяют задней тележке двигаться след в след за тягачом, огибая таким образом радиусы. Использована пневматическая подвеска с барабанными тормозами, межосевое расстояние в 1810 мм обеспечивает осям пространство для поворота. С тяжеловозными шинами 245/70 R17.5 погрузочная высота составляет 1200 мм. Ширина платформы – 2550 мм, т.е. соответствует требованиям ПДД для движения по дорогам общего пользования.
Для успешного развития отрасли создана материальная база. Российское подразделение датской компании Wind Systems – ООО «Вестас РУС» запустило в России производство композитных лопастей в Ульяновске. В Таганроге завод компании «Башни ВРС» производит для ветропарков башни. На заводе Liebherr в Нижегородской области компания Vestas открыла линию по сборке гондол для ветросиловых установок мощностью 3,6 мВт.
В апреле 2021 г. компания «НоваВинд» запустила в эксплуатацию Кармалиновскую ВЭС в Ставропольском крае. Станция с установленной мощностью 60 МВт состоит из 24 ветроустановок мощностью по 2,5 МВт. Степень локализации оборудования, подтвержденная Министерством промышленности и торговли РФ, составила 68%. Высота ветроустановки достигает 150 м, длина лопастей – 50 м. Сама башня весит около 200 т, гондола – 52 т, общий вес конструкции примерно 320 т.
Сегодня «НоваВинд» строит в Ставропольском крае Медвеженскую ВЭС и Берестовскую ВЭС, каждая по 24 ветроустановки мощностью 2,5 МВт каждая. Ветроустановки аналогичны Кармалиновской ВЭС.
На Кольском полуострове «Энел Рус Винд Кола», дочерняя компания ПАО «Энел Россия», установила первый ветрогенератор из 57-ми. Строительство начали два года назад на площадке в 257 Га в сложных климатических условиях Заполярья. Ввод в эксплуатацию Кольской ВЭС намечен на май 2022 г., проектная мощность – 201 МВт. Ветропарк сможет вырабатывать порядка 750 ГВтч в год.
Компания «Политранс» предлагает различные решения для доставки грузов на объекты ветроэнергетики в зависимости от их размеров, массы и дорожных условий. В модельном ряду представлены как низкорамные раздвижные полуприцепы, так и высокорамные для работы в условиях бездорожья.
Примером высокорамного раздвижного полуприцепа может служить модель «Политранс» 94185-060-003 грузоподъемностью 64,5 т в сдвинутом положении и 59,5 т в раздвинутом. Подвеска полуприцепа пневматическая, с подруливающими самоустанавливающимися и одной подъемной осью.
В последние несколько лет пневматическая подвеска стала широко применяться на технике, работающей в экстремальных условиях. Постепенно такая подвеска вытесняет традиционную рессорную. Преимущества пневматической подвески очевидны: это и возможность регулировать высоту грузовой платформы, и менее трудозатратный ремонт даже в полевых условиях, и возможность установки подъемных и подруливающих осей.
Грузовая платформа полуприцепа «Политранс» 94185-060-003 раздвигается на 7 м (с 12,4 до 19,5 м) с шагом в 1 м. Для равномерного распределения нагрузки на раму центральная балка оснащена передвижной долей.
Заезд на платформу трала осуществляется по трапам уголкового типа, с углом въезда 25°. От смещения груза вперед при резком торможении или при движении под уклон страхует передний съемный щит.
На гусачной части располагаются металлический инструментальный ящик, кронштейны для укладки балок уширителей и подъемник запасного колеса. Ошиновка трала односкатная, шинами размером 445/65 R22,5 169K. Тормозная система с EBS.
Для перевозок компонентов ветрогенераторов по шоссе можно использовать низкорамный полуприцеп «Политранс» 94185-060-004 грузоподъемностью 60 т в сдвинутом положении и 50 т в раздвинутом положении. Грузовая платформа длиной 10 290 мм раздвигается с шагом 1000 мм до 15 290 мм, погрузочная высота платформы 900 мм, ширина – 2550 мм. Ходовую часть составляют 5 осей на пневматической подвеске с двускатной ошиновкой размером 235/75R 17.5, 4-я и 5-я оси подруливающие. Грузовая платформа застелена стальным рифленым листом. Тормозная система оснащена EBS.
Для подвоза компонентов ВЭС, высота башни которых составляет 84 м при массе около 200 т, масса гондолы – 68 т, а длина лопасти – 65 м, создали специальную портовую и дорожную инфраструктуру, включая разборный мост через реку Канентъявр. Для монтажа ветрогенераторов используют гусеничный кран Liebherr LR 1750 грузоподъемностью 750 т. Для монтажа на труднодоступных для гусеничного крана площадках используют кран Liebherr LG 1750 такой же грузоподъемности, но на более мобильном специальном шасси автомобильного типа.
В России немало мест, где ждут прихода ветроэнергетики, и продолжение программы поддержки ДПМ ВИЭ 2.0 можно только приветствовать вне зависимости от того, насколько она соответствует концепции устойчивого развития и безуглеродной экономике.
