Ветряные турбины с прямым приводом - будущее ветроэнергетики?

Сэнди Баттерфилд был исследователем в NREL в Голдене, штат Колорадо. Он заметил забавную вещь: редукторы ветряных турбин должны были служить 20 лет; но в 2010 году он обнаружил, что они длились всего 7–10 лет. В результате операторы ветряных электростанций столкнулись с огромными потенциальными затратами на ремонт своих турбин в ближайшем будущем.

В NREL Баттерфилд и команда инженеров начали систематически ломать редукторы турбин в поисках причин, по которым они выходили из строя. «Думаю, я ломал ветряные турбины уже 35 лет», - сказал он во время презентации в Университете Колорадо в Боулдере.

Ветряные турбины с прямым приводом - будущее ветроэнергетики?

После многих лет экспериментов и изменений решение проблемы оказалось на удивление простым: избавиться от коробки передач. Другими словами, Баттерфилд и его коллеги выступали за переход к конструкции турбин с прямым приводом.

Поначалу легче было сказать, чем сделать. У турбин с прямым приводом соединение между ротором и генератором составляет 1: 1. Из-за более низкой скорости вращения генератор должен был быть намного больше. Однако технологические и другие конструктивные усовершенствования сделали турбины с прямым приводом меньше, чем раньше, и сделали их очень привлекательными.

Ветряные турбины с прямым приводом - будущее ветроэнергетики?

Их более простая конструкция делает их привлекательными не только для наземных турбин, которые хотят продлить срок их службы при одновременном снижении эксплуатационных расходов, но особенно для морских ветряных электростанций, где обслуживание особенно проблематично.

Фактически, в последние годы появилось больше предложений для конструкций с прямым приводом. Компания Siemens недавно представила несколько турбин с прямым приводом, в том числе модель мощностью 6 МВт, оптимизированную для морских применений. GE сделала то же самое с турбиной 4,1 МВт.

Ветряные турбины с прямым приводом - будущее ветроэнергетики?

Что касается исследователя Баттерфилда, который до 24 лет работы в NREL занимался ветроэнергетикой в ​​компании по производству турбин, он вернулся в мир ветроэнергетики. Баттерфилд покинул корабль в NREL и основал Boulder Wind Power, чтобы сосредоточиться на превращении гипотетических технологий прямого привода в реальность.

В настоящее время компания предлагает конструкцию мощностью 3 МВт, гондола которой - корпус, в котором находятся генерирующие компоненты, такие как генератор и трансмиссия, - радикально отличается от традиционных конструкций ветряных турбин. BWP утверждает, что его конструкция может похвастаться 30-процентным улучшением выходной мощности сопоставимых систем с прямым приводом в условиях низкоскоростного ветра, превосходной эффективностью частичной нагрузки при работе в широком диапазоне выходных мощностей и приведенной стоимостью энергии на 20 процентов ниже оптимальной. конструкции с прямым приводом в своем классе.

Ветряные турбины с прямым приводом - будущее ветроэнергетики?

В мире возобновляемых источников энергии такие смелые заявления впечатляют, но часто сопровождаются дозой осторожного оптимизма или даже скептицизма. Доказательство, как говорится, будет в пудинге; покажите мне некоторые данные из реального мира. Для BWP эти данные появятся в ближайшее время - компания поставляет и тестирует прототипы в этом году и ожидает коммерческой доступности.

Между тем, по данным NREL, ожидается, что в следующие два десятилетия расходы на ветроэнергетику снизятся на 20-30 процентов. Технологические достижения станут частью этого уравнения, благодаря таким направлениям, как повышение надежности, что снизит эксплуатационные расходы и минимизирует простои турбин. Конструкции с прямым приводом говорят об этих путях и могут сыграть неотъемлемую роль в будущем ветроэнергетике.