Власти китайского города Чаочжоу в провинции Гуандун сообщили о планах построить оффшорную ветроэлектростанцию мощностью 43,3 ГВт. Работы начнутся до 2025 года и потребуют инвестиций в сотни млрд долларов США. Протяжённость фермы составит 10 км. Созданных мощностей будет достаточно для питания энергией 13 млн домов. Для сравнения, все электростанции Норвегии (преимущественно ГЭС) вырабатывают 31 ГВт.

Источник изображения: Pixabay

За последние несколько лет Китай вышел в лидеры по выработке энергии из возобновляемых источников. Он лидирует как в сфере солнечной, так и ветряной генерации. Это также означает, что самые большие в мире солнечные и ветряные электростанции расположены в этой стране. Например, ветряная электростанция Jiuquan Wind Power — это самый мощный в мире объект такого рода, который вырабатывает 20 ГВт.

На конец прошлого года совокупная мощность наземных и морских ветроэлектростанций в мире достигла 830 ГВт. Свыше половины этой мощности приходится на Китай. За предыдущие пять лет эта страна установила больше оффшорных ветроэнергетических мощностей, чем любая другая страна в мире. Этому способствуют протяжённая береговая линия и рельеф дна. Запланированная к строительству электростанция рядом с Чаочжоу будет располагать ветряными турбинами на удалении от 75 до 185 км от берега, чему способствует рельеф дна в Тайваньском проливе.

Кстати, ещё в начале этого года власти соседней провинции Фуцзянь предложили похожий проект стоимостью $138 млрд, который также включает оффшорные ветрогенераторы мощностью 59 ГВт. Но это неудивительно, Китай располагает запасами ветрогенерации на уровне 25 % от мировых и намерен активно их осваивать, чтобы стать углеродно нейтральной страной к 2060 году.

Компания Aeromine представила уникальные «неподвижные» ветрогенераторы, которые предназначены для установки на крышах зданий. Они потенциально способны производить на 50 % больше энергии, чем солнечные панели сопоставимой стоимости, при этом занимая всего 10 % места, которое бы покрыли солнечные батареи.

Источник изображения: Aeromine

Хотя многие в последнее время делают ставку на солнечную энергию, в некоторых местностях с сильными ветрами гораздо лучше покажут себя безлопастные ветряные турбины. Поэтому детище Университета Хьюстона — компания Aeromine Technologies разработала очень необычный ветрогенератор.

Источник изображения: Aeromine

«Энергокоробы» Aeromine занимают довольно мало места на крышах, хотя их высота может достигать порядка 3 м или даже выше с дополнительным оборудованием. Турбины почти бесшумны и не имеют опасных для эксплуатации на крыше лопастей. Специальные панели, отдалённо похожи на автомобильные спойлеры с отверстиями, расположены по бокам от круглой опоры и создают внутри конструкции область низкого давления, затягивающую воздух, в свою очередь, вращающий внутренний пропеллер диаметром около 91 см, который и приводит в движение вал генератора. При этом для их создания не требуется специальных материалов вроде углеволокна.

Расположенная в Северном море крупнейшая в мире морская ветряная электростанция Hornsea 2 полностью введена в эксплуатацию. Она обеспечит электроэнергией более 1,4 млн домохозяйств в Великобритании. Об этом сказано в пресс-релизе компании Orsted, которая занималась реализацией проекта.

Источник изображения: Orsted

Электростанция Hornsea 2 располагается в 89 км от побережья Йоркшира и предназначается для выработки чистой энергии. На площади в 462 км² (эквивалентно площади 64 тыс. футбольных полей) располагается 165 ветряных турбин, произведённых компанией Siemens Gamesa. Суммарно станция может вырабатывать до 1,3 гигаватт энергии.

Для реализации проекта Hornsea 2 использовались массивные турбины мощностью 8 мегаватт каждая. Лопасть такой турбины имеет длину 81 метр, а кончик лопасти в верхней точке достигает высоты 200 метров над уровнем моря. Одного оборота турбины достаточно для питания британского домохозяйства энергией в течение 24 часов, тогда как суммарно станция способна обеспечивать энергией более 1,4 млн домохозяйств. Собранная станцией энергия будет передаваться по подводному кабелю протяжённостью 390 км в Линкольншир, где она будет аккумулироваться и распределяться.

«Текущие глобальные события больше, чем когда-либо, подчёркивают важность знаковых проектов в сфере возобновляемой энергетики, таких как Hornsea 2, которые помогают Великобритании повысить надёжность и устойчивость энергоснабжения, а также снизить затраты потребителей за счёт уменьшения зависимости от дорогого ископаемого топлива», — прокомментировал данный вопрос глава британского подразделения Orsted Дункан Кларк (Duncan Clark).

Моделирование и испытания показали, что практически любая ветряная ферма может увеличить свою энергоотдачу в том случае, если управлять каждой отдельно взятой турбиной как составной частью всего массива, а не как отдельно стоящим объектом. Технологию предложили учёные Массачусетского технологического института и готовы транслировать её для любых действующих и будущих проектов ветряных ферм.

Источник изображения: MIT/Victor Leshyk

Сегодня в мире ветряные турбины производят около 5 % электрической энергии. Подавляющее большинство из них являются частью больших ветряных электростанций, включающих десятки или даже сотни турбин, воздушные турбулентности от работы которых могут влиять друг на друга. Очевидно, что если учитывать взаимное влияние турбин, то совокупная работа всего поля ветряных генераторов может быть оптимизирована, изучением чего занялись специалисты MIT вместе с коллегами из других институтов.

Забегая вперёд, отметим, что оптимизация по совокупности влияния ветряных турбин на выработку подветренных установок позволяет увеличить генерацию каждой турбины на 1,2 % при любой силе ветра и на 3 % при оптимальной силе ветра (от 6 до 8 м/с). С учетом всех установленных в мире ветряных турбин это даёт ощутимый результат в виде дополнительной и практически бесплатной генерации электричества в объёме 31 ТВт·ч в год или $950 млн дополнительного дохода операторам, что эквивалентно установке 3600 новых ветряных турбин.

Управление каждой турбиной в интересах всего массива позволит решить ещё одну проблему — значительно сократить площади, выделяемых под ветряные фермы. В идеальном случае ветряные генераторы необходимо располагать как можно дальше друг от друга, чтобы исключить взаимное влияние на лопасти турбулентных потоков воздуха. Стратегия управления углом поворота каждой турбины даже до невыгодных для неё значений с учётом всех подветренных турбин и всего парка позволяет располагать ветряные генераторы очень и очень плотно, что экономит площадь и снижает сопутствующие расходы.

Исследователи проверили свою стратегию на частном ветряном парке в Индии. Математические расчёты полностью себя оправдали. Учёные уверены, что предложенная ими модель может оптимизировать энергоотдачу любой действующей или будущей ветряной фермы. У каждой фермы будет своя эффективность при оптимизации, которая зависит от множества факторов, но в среднем каждая из них сможет работать на 1,2–3 % лучше.

Согласно подсчётам, к 2050 году в мире необходимо будет утилизировать свыше 200 тыс. лопастей ветряных турбин. Это огромные куски композитного пластика длиной около ста метров и более. Они никогда не разложатся в земле и не предназначены для переработки. Всё может изменить разработка компании Siemens Gamesa. В компании придумали технологию изготовления пригодных к переработке лопастей ветряных турбин и приступили к их испытаниям.

Источник изображения: Siemens Gamesa

Siemens Gamesa рассчитывает, что к 2040 году все детали ветряных генераторов будут перерабатываться. До последнего времени из больших компонентов ветрогенераторов нельзя было перерабатывать только лопасти, тогда как гондолы, части генераторов и корпуса башни подлежали переработке. Для повторного использования материалов, из которых изготавливались лопатки турбин — стеклоткани, металла и пластика — требовалось разработать легко растворимую в слабых кислых растворах смолу.

Состав такой смолы разработали партнёры проекта из компании Aditya Birla Advanced Materials и, более того, смогли придать ему свойства твердеть быстрее обычного состава, что ускорило производство лопастей. После окончания срока службы лопасть из перерабатываемого материала будет погружаться в слабую кислоту, в которой смола полностью растворится, освободив для повторного использования все составные компоненты лопаток.

Источник изображения: RWE Renewables

В настоящий момент дочернее предприятие Siemens Gamesa изготавливает 81-м перерабатываемые лопасти RecyclableBlades и планирует начать изготовление 108- и 115-м лопастей. Первый ветрогенератор с перерабатываемыми лопатками начал выдавать в сеть электричество в составе ветряной электростанции на шельфе в Северном море (проект Kaskasi с запланированной установленной мощностью 342 МВт). До конца года на шельфе планируется запустить 38 ветрогенераторов с перерабатываемыми лопастями.