Applicazione di generatori eolici industriali. Il più grande generatore eolico

Chizhshuu... chizhshuu... Enormi lame bianche tagliano il cielo, sul quale il sole brillerà luminoso, poi nuvole sfilacciate si raduneranno in un branco. Nelle vicinanze si trova la Loira: la sua ampia tela marrone chiaro scivola lentamente verso il Golfo di Biscaglia. Da qui non puoi vedere l'oceano, ma è molto vicino. Il posto è un po' selvaggio - la zona del porto atlantico di Nantes-Saint-Nazaire, e quindi ci sono poche abitazioni nelle vicinanze, solo il piccolo villaggio di Le Carne. C'è vento, il che, ovviamente, è molto positivo.

Caratteristiche prestazionali Potenza: 6 MW (dopo il trasformatore) Velocità minima del vento per avviare il funzionamento: 3 m/s Velocità del vento alla quale il sistema si spegne per motivi di sicurezza: 25 m/s Frequenza di rete: 50/60 Hz Diametro del rotore: 150 m Pala lunghezza: 73,5 m Superficie spazzabile a lama: 17.860 mq. Velocità del rotore: 4–11,5 giri/min. Voltaggio in uscita: 900 V

Tutti conoscono questo effetto: i grattacieli da lontano e nella foschia sembrano inumanamente enormi, ma quando ci si avvicina a loro, le loro dimensioni non sono più così impressionanti. Ma quando ti trovi, anche molto vicino alla torre del generatore eolico Haliade 150, la sensazione della struttura ciclopica non scompare da nessuna parte. Non è uno scherzo: un rotore con un'apertura delle pale pari a un campo da calcio e mezzo ruota in alto e la gondola di una gigantesca turbina eolica viene sollevata su una torre d'acciaio fino a un'altezza di 100 m. Un giorno queste pale cattureranno il vento mare aperto, ma per ora Alstom, uno dei principali gruppi industriali francesi, specializzato nei trasporti e nell'energia, sta testando una nuova generazione di turbine, per così dire, in modalità da terra. In questo caso è stata scelta la posizione con un potenziale eolico il più vicino possibile alle condizioni di futuro esercizio industriale.

Potenza TTX: 6 MW (dopo il trasformatore) // Velocità minima del vento per avviare il funzionamento: 3 m/s // Velocità del vento alla quale il sistema si spegne per motivi di sicurezza: 25 m/s // Frequenza di rete: 50/60 Hz / / Diametro rotore: 150 m // Lunghezza lama: 73,5 m // Superficie di spazzamento lama: 17.860 mq. // Velocità del rotore: 4−11,5 giri/min // Voltaggio in uscita: 900 V.

L'importante è scappare in tempo!

"PM" ha scritto più di una volta sui moderni generatori eolici, ma forse vale la pena ripeterlo ancora una volta: una centrale eolica della classe megawatt, nonostante la semplicità del suo design complessivo (ruota eolica più generatore elettrico), è un prodotto high-tech simili ai prodotti dell'industria aeronautica. Quasi tutto qui è come nell'aviazione: lotta per ridurre il peso, nuovi materiali compositi, profili aerodinamici avanzati, meccanica di precisione e sistemi di controllo con software unici. Pertanto, prima che una nuova unità entri in produzione e inizi a funzionare come parte di parchi eolici con diverse dozzine di turbine, è necessario scoprire attraverso test a lungo termine quanto sia affidabile questa struttura complessa, come si comporterà in condizioni diverse (incluso il massimo ) carichi del vento. Due numeri parlano chiaro: mentre sono in corso i test di certificazione, i sensori installati sull'Haliade150 inviano 1.500 segnali alle apparecchiature di controllo ogni 3 millisecondi.

L'Haliade 150 ha ricevuto un elemento strutturale unico: una piattaforma per l'atterraggio di un elicottero, ed è questa piattaforma che conferisce alla gondola una silhouette insolita e molto riconoscibile.

La torre con un diametro della sezione trasversale di 6 m è installata su una piattaforma speciale, in inglese si chiama giacca. L'altezza della piattaforma è di 25 m. Quando la turbina eolica è posizionata sul fondo del mare, la piattaforma sottostante sarà più alta, ma sporgerà dall'acqua degli stessi 25 m. Questo innalzamento della piattaforma sopra il livello del mare è ottimale dal punto di vista della compatibilità con l'altezza delle pareti della nave di installazione realizzata con la tecnologia jack-up (ovvero con cremagliere retrattili appoggiate sul fondo e che salvano la nave dal dondolio).

La gondola è progettata per una lunga permanenza fino a tre giorni da parte del personale di servizio. All'interno c'è una scorta di cibo e acqua e un posto dove riposare e dormire. Per la manutenzione dei motori che modificano l'angolo di attacco delle pale, all'interno della gondola viene posato un binario, lungo il quale pezzi di ricambio e strumenti pesanti possono essere fatti rotolare su un carrello nel “naso” dell'unità.

Saliamo sulla piattaforma e la sensazione dell'incredibile dimensione della struttura non fa che intensificarsi. Un intero gruppo di persone in tuta ed elmetto da cantiere si era già riunito qui. Queste non sono persone curiose, ma partecipanti alla formazione sull'evacuazione di emergenza. Il loro compito è scendere dalla piattaforma il più abilmente e rapidamente possibile, percorrendo 25 m di profondità con l'aiuto di un cavo metallico e di un ceppo del freno. "Nessuno ha il diritto di salire sulla cabinovia senza aver superato gli standard di evacuazione di emergenza", ci spiegano i rappresentanti di Alstom. Il fatto è che non esistono modi rapidi e comodi per arrivare in cima e tornare giù. Se il personale addetto alla manutenzione arriva al generatore eolico dal mare (in un parco eolico offshore), viene fatto sbarcare su una piattaforma. Successivamente, dovranno entrare nella torre cava e salire utilizzando un ascensore oppure, se la macchina si guasta, salire i pioli della scala. Considerando che è difficile anche per un uomo sano salire fino a 75 m di altezza utilizzando una scala verticale, le aree di sosta si trovano a diversi livelli della torre. Quando devi consegnare un carico da una nave a un generatore eolico, puoi utilizzare due gru. Uno sposta i pesi dalla nave alla piattaforma, l'altro solleva il carico (fino a 1 tonnellata) dal fondo della torre cava alla gondola. Se non sono necessari pezzi di ricambio pesanti, i membri del team di assistenza possono essere lasciati dall'alto, direttamente sulla cabinovia. Tuttavia, in caso di emergenza (ad esempio un incendio) nella cabinovia, non dovrai fare affidamento né su un elicottero, né su un ascensore a bassa velocità e possibilmente diseccitato, né su una scala. La cosa principale qui è fuggire in tempo, per cui giovani uomini e ragazze con i caschi praticano con attenzione la discesa usando le corde.

Coppia netta

Va detto che i progettisti hanno cercato di fare di tutto per rendere la vita più facile agli equipaggi di servizio, quelli che dovranno lavorare in mezzo al mare, possibilmente in caso di maltempo e tempeste. In primo luogo, tutte le apparecchiature, come un trasformatore da due tonnellate e l'attrezzatura di controllo, vengono spostate dalla cabinovia nella parte inferiore della torre, in modo da non salire se non assolutamente necessario. In secondo luogo, quasi tutte le operazioni di manutenzione su un generatore eolico in mare possono essere eseguite dall'interno della torre e della gondola, con le porte e i portelli chiusi, in modo che il pungente vento marino rimanga all'esterno. L'unica operazione che richiederà lavori esterni sarà il serraggio dei bulloni che collegano la torre alla navicella.

A noi, comuni mortali che non abbiamo seguito l'addestramento sull'evacuazione di emergenza, non è stato permesso di visitare la cima, in gondola, ma presto si è presentata la possibilità di vedere da vicino la grande macchina eolica Haliade150. Tali unità vengono assemblate nell'impianto pilota Alstom, situato vicino a Saint-Nazaire, dove si trovava il nostro percorso. Saint-Nazaire è la porta d'accesso alla Loira, il più grande porto marittimo della Francia, e quasi tutto qui è collegato al mare. Ecco un colossale bunker sottomarino in cemento preservato per la storia, uno dei quattro costruiti dai nazisti nella Francia occupata. Ed ecco la chiusa Louis-Jubert, nella quale, come in un bacino di carenaggio, il cantiere navale Chantiers Atlantique ha costruito le superpetroliere della classe Batillus. Rispetto a queste megastrutture, la produzione pilota delle turbine eoliche Haliade 150 appare modesta. Esiste solo un'officina in cui vengono eseguite tre fasi principali dell'assemblaggio: collegamento del blocco centrale della navicella con il generatore, quindi installazione del rotore. Enormi lame in fibra di vetro rinforzata con balsa vengono consegnate direttamente al luogo di installazione dell'intera installazione.

Il ruolo dello Stato nella promozione dell’energia verde in Europa è ancora forte. In particolare, il generatore eolico Haliade 150 con un'apertura di pale record è stato sviluppato in risposta a una gara indetta dal governo francese nel luglio 2011. Le autorità francesi intendono collocare in mare parchi eolici con una capacità installata totale di 3 GW al largo delle coste del paese. Questi generatori eolici saranno installati su piattaforme poste sul fondo, ma Alstom sta valutando la possibilità di posizionare installazioni simili su una base galleggiante.

La corsa non durerà per sempre

Una volta completati i test di certificazione, nel 2014-2015, verranno creati impianti di produzione a Saint-Nazaire e Cherbourg, progettati per produrre una turbina eolica di nuova generazione in 2,5 giorni. Si tratterà di stabilimenti per la produzione di gondole, generatori, torri e pale. Ma l'esempio della produzione pilota a Saint-Nazaire mostra quanto sarà alta la cultura industriale in queste imprese. Qui regna l'ideologia snella, un sistema di organizzazione della produzione sviluppato dall'azienda Toyota, in cui qualsiasi azione improduttiva viene “spremuta” il più possibile. Nel luogo in cui viene eseguita una determinata operazione di assemblaggio vengono consegnati solo i componenti e gli strumenti necessari per completarlo (sono tutti numerati). Qui non vedrai strumenti che giacciono “inattivi”; le aree di produzione non sono piene di scatole e pallet di scopo sconosciuto. Al centro dell'officina c'è uno stand dove è scritto un programma delle operazioni con note sulla loro attuazione e i risultati del controllo di qualità. Proprio lì in officina c'è un altro stand che mostra come stringere i dadi correttamente e in modo errato, spelare e collegare fili, isolare giunti con silicone, e tutti questi non sono disegni, ma veri oggetti materiali. Se un lavoratore non è in grado di eseguire queste operazioni secondo la norma, ha a sua disposizione un'apposita officina dove può esercitarsi fino al raggiungimento della perfezione.

Per completare la nostra conoscenza del nuovo miracolo delle energie alternative, valeva ancora la pena porsi la domanda: perché tutta questa gigantomania? Si scopre che ciò è stato fatto esclusivamente per ridurre ulteriormente il costo dell’elettricità generata dal vento. “Un generatore eolico da 6 MW è più conveniente rispetto a due generatori da 3 MW”, afferma Frederic Endrick, vicepresidente di Alstom Wind, che supervisiona lo sviluppo e la produzione di turbine eoliche offshore. — In primo luogo, risparmiamo sull'installazione, poiché nel primo caso avremo bisogno di un viaggio in nave e nel secondo di due. In secondo luogo, la manutenzione, che rappresenta una parte piuttosto costosa del funzionamento dell’impianto”. A rigor di termini, la nuova creazione di Alstom non è un detentore del record assoluto tra i generatori esistenti. In termini di potenza installata (AP), l'Haliade 150 è in ritardo rispetto al generatore Enercon-126 con un PA da 7,58 MW, e ci sono già generatori eolici con un PA da 6 MW. Dove la turbina di nuova generazione di Alstom eccelle davvero è nella campata del rotore: 150 m contro 126 della stessa Enercon. E, secondo i rappresentanti di Alstom, la loro nuova unità produce il 40% in più di elettricità per 1 kg di struttura rispetto ai modelli più avanzati. È inoltre in grado di produrre il 15% in più di elettricità all’anno rispetto all’attuale generazione di generatori da 6 megawatt.

Quest'anno o l'anno prossimo saranno completati i test a terra dell'Haliade 150 e sarà il momento di installare la prima turbina in mare. Si sa già che atterrerà vicino alle coste del Belgio. Il Mare del Nord è uno dei mari più promettenti in termini di sviluppo dell’energia eolica offshore. "Il potenziale eolico consentirà all'Haliade 150 di funzionare a piena potenza per circa la metà dei giorni dell'anno, cioè di generare 6 MWh", afferma Frederic Enric. Inoltre, secondo Alstom, l’Haliade 150 diventerà lo standard per l’energia eolica nel prossimo decennio. Ma neanche i concorrenti dormono. È noto che Siemens è pronta a offrire uno sviluppo simile (utilizzerà anche un sistema di azionamento diretto senza ingranaggi), tuttavia nessuno l'ha ancora visto “in metallo”. Ma la corsa sulle dimensioni e sui valori della capacità installata continuerà? “Le turbine eoliche probabilmente non cresceranno di dimensioni indefinitamente e il settore è vicino a un limite naturale”, afferma Frederic Henrique. "Se non altro perché per installare strutture ultragrandi con un'altezza, diciamo, di 200 m sul livello del mare, saranno necessarie navi e gru completamente diverse, la cui costruzione è difficilmente fattibile dal punto di vista economico."

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La produzione di corrente elettrica dipende direttamente dalle sue dimensioni. Quanto più grandi sono i magneti, le bobine e gli altri elementi, tanto più potente sarà la corrente da essi creata. Contrariamente all'opinione prevalente sull'invincibilità delle centrali idroelettriche nel nostro paese, gli ingegneri occidentali si dimostrano elevati efficienza delle turbine eoliche, che sono molto più comuni in Europa e negli Stati Uniti. Lo sviluppo di dispositivi potenti è in corso da molto tempo e sono stati ottenuti notevoli successi. Diamo un'occhiata ai più evidenti.

Qual è il generatore eolico più grande?

Il più grande generatore eolico del mondo Oggi l'Enercon E-126 è considerato il frutto dell'ingegno degli ingegneri tedeschi di Amburgo. La prima turbina è stata lanciata in Germania nel 2007, vicino a Emden. La potenza della turbina eolica era di 6 MW, che all'epoca era la massima, ma già nel 2009 è stata effettuata una ricostruzione parziale, a seguito della quale la potenza è aumentata a 7,58 MW, rendendola leader mondiale.

Questo risultato è stato molto significativo e ha posto le basi. L'atteggiamento nei suoi confronti è cambiato, dalla categoria dei tentativi piuttosto timidi di ottenere risultati seri, l'industria è passata alla categoria dei grandi produttori di energia, costringendovi a calcolare l'effetto economico e le prospettive dell'energia eolica nel prossimo futuro.

Il primato è andato a MHI Vestas Offshore Wind, le cui turbine hanno una potenza dichiarata di 9 MW. L'installazione della prima turbina di questo tipo è stata completata alla fine del 2016 con una potenza operativa di 8 MW, ma già nel 2017 è stato registrato un funzionamento 24 ore su 24 con una potenza di 9 MW ottenuta dalla turbina Vestas V-164.

Tali turbine eoliche sono di dimensioni davvero colossali e vengono installate, molto spesso, sulla costa occidentale dell'Europa e nel Regno Unito, anche se ci sono alcuni esempi nel Mar Baltico. Combinati in un sistema, questi generatori eolici creano una potenza totale di 400-500 MW, rappresentando una concorrenza significativa per le centrali idroelettriche.

L'installazione di tali turbine viene effettuata in luoghi con una predominanza di venti abbastanza forti e uniformi e la costa del mare corrisponde nella massima misura a tali condizioni. L'assenza di barriere naturali al vento, un flusso costante e stabile ci permette di organizzare la modalità di funzionamento più favorevole per i generatori, aumentandone l'efficienza ai valori più alti.

Tutti i generatori eolici funzionano secondo lo stesso principio: il vento fa ruotare le pale, la pala trasmette la rotazione al rotore, il rotore genera corrente che, dopo le trasformazioni nel controller e nell'inverter, acquisisce le caratteristiche richieste dal consumatore (frequenza 50 Hz, alimentazione 220 V). L'energia è immagazzinata nelle batterie.

I generatori eolici ad alta potenza vengono utilizzati per produrre elettricità su scala industriale. Tipicamente si tratta di giganteschi aerogeneratori a tre pale con asse di rotazione parallelo (il cosiddetto design classico), ma si sono diffusi anche gli aerogeneratori a turbina. Le turbine eoliche commerciali possono essere costruite utilizzando un design diverso, ma la maggior parte delle aziende preferisce utilizzare generatori eolici dal design classico.

Fattibilità dell'installazione

Si consiglia di installare i generatori eolici in zone dove la velocità media del vento è superiore a 8 m/s. Le pale dei grandi generatori iniziano a ruotare con venti di 4 m/s; la massima efficienza si ottiene a 12 m/s. La potenza di un generatore eolico a 3 pale con asse orizzontale è stimata dalla formula:

• P – potenza di progetto, kW;
• r – distanza dal punto centrale del rotore all'estremità della pala, m;
• v – velocità media, m/s;
• ¶=3,14.

Ad esempio, se la distanza dal centro del rotore all'estremità delle ali è di 6 m, la velocità del vento è di 9 m/s, la potenza sarà di circa 49,5 kW.

La maggior parte delle centrali elettriche industriali sono vaste aree nelle valli, aree desertiche dove il vento soffia per la maggior parte del tempo, con molti generatori che girano contemporaneamente. Anche i parchi eolici vengono costruiti direttamente in mare.

Progetti grandiosi

Uno dei più grandi progetti di energia eolica è la costruzione della turbina eolica Enercon E-126. Si tratta di un generatore a palette con asse di rotazione orizzontale e 3 pale. Enercon è attualmente la turbina eolica più grande e potente al mondo.

Il più grande generatore eolico industriale del mondo Enercon E-126

La lunghezza di un'ala è di 63 m, il diametro del cerchio descritto dalle pale è di 127 m, l'altezza della base è di 135 m. Il peso di questa enorme struttura è di circa 6000 tonnellate. La potenza massima del generatore è di 7,58 MW.

Questo miracolo del pensiero tecnico è stato installato vicino alla città tedesca di Emden nel 2007. Le pale del mulino a vento fanno 5-11,7 giri/min e la velocità minima del vento per ruotare le ali è di 3 m/s.

Generatore eolico Vestas V164-8.0 MW

Vestas ha costruito un generatore eolico dello stesso tipo V164-8.0 MW con una capacità di 8 MW. L'altezza dell'albero era di 140 m, la lunghezza di un'ala era di 80 m.

Generatore eolico offshore

Una grande turbina eolica galleggiante fu costruita dai giapponesi dopo l'esplosione nella centrale nucleare di Fukushima. L'altezza dell'albero è di circa 105 m, la potenza è di 7 MW.

Parco eolico del Passo San Gorgonio, California. Comprende 3218 generatori eolici che producono 615 MW di elettricità.

Il parco eolico di Maple Ridge è il più grande dello Stato di New York. Messa in funzione nel 2006. L'azienda agricola soddisferà il 75% del fabbisogno elettrico di New York.

Il parco eolico Lynn and Dowsing, Lincolnshire, Regno Unito, è operativo dal 2008. Fornisce energia a 130.000 case.

Il parco eolico sull'Isola Rosa in Antartide produce 999 kW (3 turbine, ciascuna da 333 kW). Una fattoria è stata installata a Crater Hill per rifornire la stazione Scott (Nuova Zelanda) e la stazione McMurdo (USA). Le turbine eoliche soddisfano l'11% del fabbisogno delle stazioni di ricerca.

Villaggio artico Amderma

Una centrale eolica nel villaggio artico russo di Amderma. È costituito da 4 turbine che generano fino a 677,2 MW (38,6% dell'energia consumata dai residenti). Il prezzo di 1 kW di energia eolica è di circa 20 rubli, rispetto ai 65,51 rubli che i residenti di Amderm pagano per l'elettricità generata da un generatore diesel. Il diesel utilizzato nelle centrali elettriche locali è costoso e altamente inquinante. L'uso di generatori eolici può ridurre significativamente il costo dell'energia e migliorare la situazione ambientale. E alcuni artigiani del nord realizzano generatori eolici con le proprie mani.

Tehachapi Pass, California, una delle stazioni più antiche oggi operative. La stazione è stata costruita nel 1980 e viene periodicamente riparata e aggiornata.

Wheatley Farm, in Scozia, ha 140 installazioni, che forniscono elettricità a 180.000 case. Questa è una delle stazioni più potenti d'Europa.

Parco eolico cinese Gansu con una capacità di circa 8 GW. Costruito nella città di Jiuquan e costantemente modernizzato. Nel 2017 la capacità dovrebbe essere aumentata a 17 GW ed entro il 2020 a 20 GW.

Turbina eolica volante Turbina aerea galleggiante

Il mulino a vento volante Buoyant Airborne Turbine è un generatore a tre pale con asse orizzontale in un dirigibile speciale. L'installazione si trova in Alaska, a 600 metri sopra il livello del suolo. Il gas di lavoro del dirigibile è l'elio. La potenza del generatore di ventilazione è di 30 kW.

Parco eolico nel villaggio russo di Ust-Kamchatsk, Kamchatka, che genera 1 MW. Il complesso comprende 4 macchine eoliche.

Centrale eolica di Muppandal, India, che produce 1500 MW. Costruito nel Tamil Nadu nel 2011.

L'impianto eolico di Jaisalmer, nello stato indiano del Rajistan, produce 1.063 MW. Messa in funzione nel 2012.

La centrale elettrica di Alta, California, produce 1.020 MW di energia. Lanciato nel 2010.

Honda ha costruito un parco eolico in Brasile per rifornire il suo stabilimento automobilistico. La capacità installata è di 95.000 MW/anno.

I parchi eolici del South Australia coprono fino alla metà del loro consumo energetico. Una delle stazioni più potenti è Woodlawn.

Nella regione di Zhambyl in Kazakistan sono stati costruiti 2 grandi generatori eolici con una capacità totale di 1520 MW.

La costruzione di un'altra macchina eolica più potente "Sea Titan" è condotta dalla società americana AMSC. La lunghezza della pala, secondo il progetto, sarà di 95 m. Si presume che questo sarà il generatore eolico più potente del mondo.

Produttori popolari

I generatori eolici industriali di produzione russa e straniera possono essere acquistati liberamente sul mercato russo. Di seguito vengono presentate le più famose aziende produttrici di turbine eoliche.

1. Algatec Solar. Si tratta della filiale russa dell'azienda tedesca “Algabel Solar” per la produzione di generatori eolici e pannelli solari.
2. ALTAL GRUP è un'azienda russa specializzata nella produzione di turbine eoliche e pompe di calore per diverse zone climatiche, compreso l'estremo nord.
3. Vestas (vende prodotti tramite rivenditori ufficiali) è la più antica azienda tedesca produttrice di turbine eoliche. Fondata nel 1898 come bottega di fabbro, produce turbine eoliche dal 1979.
4. "Gruppo EDS" produzione e vendita di apparecchiature per il settore energetico.
5. EnergyWind è un'azienda russa che produce mulini a vento a basso costo di buona qualità. Un generatore eolico da 1 kW costa 54.000 RUB.
6. "Makhaon" è un produttore russo di turbine eoliche ad asse verticale a bassa rumorosità.
7. "GRC-Vertical" - Russia, Miass - produttore di dispositivi per la generazione di energia alternativa. Produce numerose modifiche diverse di turbine eoliche con potenza da 0,1 a 30 kW.
8. SKB Iskra è un produttore di turbine eoliche di vari modelli. Il costo delle installazioni arriva fino a 400.000 rubli.
9. Sapsan-Energia è una società di Mosca impegnata nello sviluppo e nella produzione di unità che generano elettricità utilizzando fonti rispettose dell'ambiente.
10. "Vetro Svet" - San Pietroburgo, produttore di generatori eolici con una capacità fino a 2 kW.

Ecologia del consumo. Scienza e tecnologia: Chi ha detto che le turbine eoliche non sono in grado di competere in termini di potenza con le centrali nucleari? Dai un'occhiata alla turbina eolica più grande del mondo, Siemens SWT-7.0-154.

Chi ha detto che le turbine eoliche non sono in grado di competere in termini di energia con le centrali nucleari? Dai un'occhiata alla turbina eolica più grande del mondo, Siemens SWT-7.0-154. Con una superficie di 18.600 m², questo gigante genera da solo una potenza massima di 7 MW con una velocità del vento di 13-15 m/s. Diverse centinaia di queste turbine eoliche - e hai una centrale nucleare.

SWT-7.0-154 è il modello di punta di Siemens. Il suo nome codifica la potenza generata (7 MW) e il diametro del rotore palettato (154 m). Ha sostituito la precedente ammiraglia SWT-6.0-154, dalla quale praticamente non differisce nelle specifiche tecniche, ma è dotata di magneti più potenti. Un campo magnetico più forte consente di generare più elettricità con lo stesso diametro. In altre parole, in questa VEN il parametro di potenza resa per metro quadrato di superficie spazzata è superiore di circa il 16,7%.

Il generatore eolico viene acceso con una velocità del vento minima di 3-5 m/s, e la potenza generata aumenta progressivamente fino a un massimo di 7 MW con una velocità del vento di 13-15 m/s. Quando la velocità del vento raggiunge i 25 m/s, la generazione si ferma.

Sembrerebbe che a tali velocità del vento le pale delle turbine eoliche debbano ruotare velocemente, ma non è assolutamente così. Infatti ruotano lentamente e con calma, compiendo solo 5-11 giri al minuto. Cioè, le tre pale effettuano una rotazione completa in circa 5-12 secondi, a seconda della velocità del vento.

Il campo magnetico più forte del nuovo modello significa anche che la turbina è più difficile da far girare. Per ottenere la stessa velocità di rotazione di 5-11 giri al minuto e la massima potenza generata (7 MW invece di 6 MW), questa turbina richiede una maggiore velocità del vento: 13-15 m/s invece di 12-14 m/s. Di conseguenza, la sua velocità iniziale di generazione del vento è maggiore. Ecco perché questo modello gigante è particolarmente adatto per il posizionamento in zone con venti relativamente forti, preferibilmente in mare.

All'interno della turbina non è presente alcun cambio: è presente un sistema di azionamento diretto collegato a un alternatore sincrono a magnete permanente. Poiché la velocità del generatore determina la tensione e la frequenza della corrente, la corrente alternata sporca viene convertita in corrente continua e poi riconvertita in corrente alternata prima di essere immessa nella rete.

Negli ultimi anni si è verificato un rapidissimo progresso scientifico e tecnologico nel campo dell’energia eolica. Letteralmente ogni anno compaiono nuovi modelli di turbine eoliche con maggiore potenza ed efficienza. Grandi e piccoli, pensati per interi villaggi o singole case, per venti forti in mare o per venti medi sul tetto di una casa privata.

Ad esempio, il record mondiale di potenza massima generata non appartiene a Siemens, ma a un'altra turbina di un altro produttore tedesco, Enercon E126, che produce fino a 7,58 MW. Il video mostra il processo di installazione di una tale turbina.

L'altezza dello stand Enercon E126 è di 135 m, il diametro del rotore è di 126 m, l'altezza totale comprese le pale è di 198 m. Il peso totale della fondazione della turbina è di 2500 tonnellate e il generatore eolico stesso è di 2800 tonnellate. Il solo generatore elettrico pesa 220 tonnellate e il rotore insieme alle pale pesa 364 tonnellate. Il peso totale dell'intera struttura con tutte le parti è di 6000 tonnellate. Il primo impianto di questo tipo è stato installato vicino a Emden, in Germania, nel 2007, sebbene in quella modifica la potenza massima fosse inferiore.

Tuttavia, i generatori eolici giganti sono piuttosto costosi. Una di queste turbine eoliche da 7 MW costerà 14 milioni di dollari compresa l’installazione, se si ordina tutto il lavoro a specialisti tedeschi certificati. Naturalmente, se padroneggi la produzione nel tuo paese, fortunatamente c'è abbastanza metallo, il costo può essere ridotto più volte. Chissà, forse un progetto di costruzione nazionale così gigantesco occuperebbe la popolazione del paese e aiuterebbe a uscire dalla crisi economica.

Perché le turbine eoliche non sostituiranno le centrali nucleari

Una delle ultime centrali nucleari in costruzione nell'Europa orientale, la centrale nucleare bielorussa, riceverà due centrali con reattori VVER-1200 con una capacità di 1.200 MW ciascuna. Sembrerebbe che diverse centinaia di turbine eoliche Siemens siano paragonabili a una centrale nucleare. Il costo di costruzione è più o meno lo stesso, ma il "carburante" è gratuito. È interessante notare che la centrale nucleare bielorussa viene costruita in un'area dove, secondo i dati climatici per il periodo 1962-2000, si registra quasi la più alta velocità media annua del vento in Bielorussia. Ma in realtà, questa velocità media annua del vento “massima” è solo di circa 4 m/s (a un’altezza di 10 m), che è appena sufficiente per far funzionare una turbina eolica alla potenza minima.

Prima dell'installazione è necessario controllare la mappa annuale del vento nell'area di installazione con i dati sulla potenza specifica media del flusso del vento ad un'altitudine di 100 m e superiore. Sarebbe bene elaborare tali mappe per l'intero territorio del Paese al fine di trovare i luoghi più ottimali per la costruzione di turbine eoliche. Va tenuto presente che la velocità del vento dipende fortemente dall'altezza, cosa ben nota ai residenti dei grattacieli. Le normali previsioni meteorologiche televisive riportano la velocità del vento a 10 metri dal suolo, ma per una turbina eolica la velocità dovrebbe essere misurata a 100-150 metri dove i venti sono molto più forti.

Quindi tali giganti sono più adatti per l'installazione in mare, a diversi chilometri dalla costa, ad alta quota. Ad esempio, se installi tali installazioni lungo la costa settentrionale della Russia con un passo di 200 metri, la potenza massima dell'array sarà di 690,3 GW (la costa dell'Oceano Artico è di 19724,1 km). La velocità del vento dovrebbe essere accettabile, solo quando si gettano le fondamenta si dovrà fare i conti con il permafrost.

È vero, in termini di stabilità operativa, le turbine eoliche non saranno mai paragonabili alle centrali nucleari o idroelettriche. Qui gli ingegneri energetici devono monitorare costantemente le previsioni del tempo, perché la potenza generata dipende direttamente dalla velocità del vento. Il vento non dovrebbe essere né troppo forte né troppo debole. Sarebbe positivo se in media le turbine eoliche producessero almeno un terzo della potenza massima. pubblicato

Megastrutture. I più grandi generatori eolici

• Energia e batterie

Siemens SWT-7.0-154

Chi ha detto che le turbine eoliche non sono in grado di competere in termini di energia con le centrali nucleari? Dai un'occhiata alla turbina eolica più grande del mondo, Siemens SWT-7.0-154. Con una superficie di 18.600 m², questo gigante genera da solo una potenza massima di 7 MW con una velocità del vento di 13-15 m/s. Diverse centinaia di queste turbine eoliche - e hai una centrale nucleare.

SWT-7.0-154 è il modello di punta di Siemens. Il suo nome codifica la potenza generata (7 MW) e il diametro del rotore palettato (154 m). Ha sostituito la precedente ammiraglia SWT-6.0-154, dalla quale praticamente non differisce nelle specifiche tecniche, ma è dotata di magneti più potenti. Un campo magnetico più forte consente di generare più elettricità con lo stesso diametro. In altre parole, in questa VEN il parametro di potenza resa per metro quadrato di superficie spazzata è superiore di circa il 16,7%.

Il generatore eolico viene acceso con una velocità del vento minima di 3-5 m/s, e la potenza generata aumenta progressivamente fino a un massimo di 7 MW con una velocità del vento di 13-15 m/s. Quando la velocità del vento raggiunge i 25 m/s, la generazione si ferma.

Sembrerebbe che a tali velocità del vento le pale delle turbine eoliche debbano ruotare velocemente, ma non è assolutamente così. Infatti ruotano lentamente e con calma, compiendo solo 5-11 giri al minuto. Cioè, le tre pale effettuano una rotazione completa in circa 5-12 secondi, a seconda della velocità del vento.

Il campo magnetico più forte del nuovo modello significa anche che la turbina è più difficile da far girare. Per ottenere la stessa velocità di rotazione di 5-11 giri al minuto e la massima potenza generata (7 MW invece di 6 MW), questa turbina richiede una maggiore velocità del vento: 13-15 m/s invece di 12-14 m/s. Di conseguenza, la sua velocità iniziale di generazione del vento è maggiore. Ecco perché questo modello gigante è particolarmente adatto per il posizionamento in zone con venti relativamente forti, preferibilmente in mare.

All'interno della turbina non è presente alcun cambio: è presente un sistema di azionamento diretto collegato a un alternatore sincrono a magnete permanente. Poiché la velocità del generatore determina la tensione e la frequenza della corrente, la corrente alternata sporca viene convertita in corrente continua e poi riconvertita in corrente alternata prima di essere immessa nella rete.

Negli ultimi anni si è verificato un rapidissimo progresso scientifico e tecnologico nel campo dell’energia eolica. Letteralmente ogni anno compaiono nuovi modelli di turbine eoliche con maggiore potenza ed efficienza. Grandi e piccoli, pensati per interi villaggi o singole case, per venti forti in mare o per venti medi sul tetto di una casa privata.

Ad esempio, il record mondiale di potenza massima generata non appartiene a Siemens, ma a un'altra turbina di un altro produttore tedesco, Enercon E126, che produce fino a 7,58 MW. Il video mostra il processo di installazione di una tale turbina.

Tuttavia, i generatori eolici giganti sono piuttosto costosi. Una di queste turbine eoliche da 7 MW costerà 14 milioni di dollari compresa l’installazione, se si ordina tutto il lavoro a specialisti tedeschi certificati. Naturalmente, se controlli la produzione nel tuo paese, fortunatamente c'è abbastanza metallo, il costo può essere ridotto più volte. Chissà, forse un progetto di costruzione nazionale così gigantesco occuperebbe la popolazione del paese e aiuterebbe a uscire dalla crisi economica.

Perché le turbine eoliche non sostituiranno le centrali nucleari

Prima dell'installazione è necessario controllare la mappa annuale del vento nell'area di installazione con i dati sulla potenza specifica media del flusso del vento ad un'altitudine di 100 m e superiore. Sarebbe bene elaborare tali mappe per l'intero territorio del Paese al fine di trovare i luoghi più ottimali per la costruzione di turbine eoliche. Va tenuto presente che la velocità del vento dipende fortemente dall'altezza, cosa ben nota ai residenti dei grattacieli. Le normali previsioni meteorologiche televisive riportano la velocità del vento a 10 metri dal suolo, ma per una turbina eolica la velocità dovrebbe essere misurata a 100-150 metri dove i venti sono molto più forti.

Quindi tali giganti sono più adatti per l'installazione in mare, a diversi chilometri dalla costa, ad alta quota. Ad esempio, se installi tali installazioni lungo la costa settentrionale della Russia con un passo di 200 metri, la potenza massima dell'array sarà di 690,3 GW (la costa dell'Oceano Artico è di 19724,1 km). La velocità del vento dovrebbe essere accettabile, solo quando si gettano le fondamenta si dovrà fare i conti con il permafrost.

È vero, in termini di stabilità operativa, le turbine eoliche non saranno mai paragonabili alle centrali nucleari o idroelettriche. Qui gli ingegneri energetici devono monitorare costantemente le previsioni del tempo, perché la potenza generata dipende direttamente dalla velocità del vento. Il vento non dovrebbe essere né troppo forte né troppo debole. Sarebbe positivo se in media le turbine eoliche producessero almeno un terzo della potenza massima.