На каждую тонну надводной части морского ветрогенератора необходимо четыре тонны подводного балласта, что делает такие проекты крайне затратными. Выход предложен в виде плавучих ветрогенераторов пирамидальной конструкции вместо традиционной «вентилятор на палочке». Ранее на этой неделе в США спущен на воду первый прототип такого ветрогенератора, что позволит оценить новшество в реальных условиях.

Источник изображений: T-Omega

Прототип в масштабе 1:16 спущен на воду недалеко от города Нью-Бедфорд в штате Массачусетс. Ранее компания T-Omega, предложившая уникальную конструкцию морского ветрогенератора, провела испытания на плавучесть прототипа в масштабе 1:60. Утверждается, что конструкция сможет выдержать волны высотой до 30 м.

Конечной (или промежуточной) целью компании заявлено строительство 10-МВт ветровой установки высотой 119 м со сторонами 70 м и ротором диаметром 198 м. Ориентировочный вес установки составит от 1200 до 1800 т.

Пирамидальная конструкция опоры на поплавках создаст две точки для поддержки оси ротора вместе с генератором. Две точки опоры для ротора уменьшат нагрузку на подшипники. Благодаря поплавкам и точке крепления якоря на дне конструкция будет самостоятельно разворачиваться по ветру. Для ремонта и обслуживания трапециевидный плавающий генератор можно будет отбуксировать в сухой док, что снизит стоимость обслуживания и исключит необходимость арендовать дорогостоящие плавучие краны.

Похожий проект разрабатывает французская компания Eolink. В сентябре прошлого года она получила инвестиции на сумму около $23 млн от испанской компании Acciona Energy и фирмы по управлению проектами Valorem. На эти деньги будет построен 5-МВт прототип, который к 2024 году должен был пройти проверку на испытательном полигоне SEM-REV в французских водах Атлантического океана. Пока об этом не сообщалось.

Добавим, морские ветрогенераторы обещают оказаться эффективнее прибрежных, поскольку ветра в открытом море, как правило, сильнее. Но в открытом море «вентилятор на палочке» — это практически невозможное решение ввиду больших глубин. Однако для плавучего ветрогенератора трапециевидный конструкции это не проблема. Бросить якорь — это не сваи вбивать. А какая экономия на материале… В идеале от подобных систем ожидают LCoE около $50 за МВт·ч, что очень и очень хорошо.

Согласно предварительным данным Управления энергетической информации США (EIA), за первые пять месяцев этого года благодаря энергии солнца и ветра было произведено рекордное количество электроэнергии, превысившее объёмы генераций от угольных электростанций. Солнце и ветер сгенерировали 252 ТВт·ч электроэнергии, а уголь лишь 249 ТВт·ч с января по май включительно.

Источник изображения: Wikipedia

Согласно отраслевому изданию E&E News, впервые за всю историю наблюдений ветровая и солнечная энергетика превзошли угольную за период в пять месяцев. Если же учитывать гидроэлектроэнергию в числе возобновляемых источников энергии, то рекордный период длится более шести месяцев подряд, причём возобновляемые источники энергии опережают уголь по выработке электроэнергии, начиная с октября прошлого года, утверждает EIA. Для сравнения, ещё 10 лет назад угольные электростанции производили 40 % электроэнергии страны.

«С точки зрения производственных затрат, возобновляемые источники энергии — ветер и солнечная энергия — самые дешёвые в использовании. Таким образом, нам предстоит наблюдать всё больше и больше таких рекордов», — отметил Рам Раджагопал (Ram Rajagopal), профессор гражданской и экологической инженерии в Стэнфордском университете.

В течение многих лет угольная энергетика сокращалась, вытесняемая все более дешёвым природным газом. Но в прошлом году цены на природный газ подскочили после начала событий на Украине, и уголь начал отвоёвывать позиции, поскольку некоторые коммунальные предприятия в США и Европе заключили контракты на поставку электроэнергии с угольных электростанций.

В 2022 году потребление угля достигло нового максимума во всем мире, однако в США восстановление его позиций было недолгим, поскольку здесь угольные электростанции планомерно выводятся из эксплуатации. В этом году в США уже закрыли шесть угольных энергоблоков.

С вступлением в силу Закона о снижении инфляции, в рамках реализации которого выделяются миллиарды долларов на развитие экологически чистой энергии, использование возобновляемых источников энергии должно значительно вырасти. Но построить больше экологически чистых энергетических установок — это только полдела, говорит Раджагопал. Другая половина связана с подключением этих новых возобновляемых источников к национальной электрической сети, что занимает всё больше и больше времени.

Согласно отчёту Национальная лаборатория им. Лоуренса в Беркли (LBNL), в среднем на то, чтобы проект по строительству ветряной, солнечной или гибридной электростанций, запущенный в эксплуатацию в 2022 году, был принят в коммерческую эксплуатацию, потребовалось пять лет с момента подачи запроса на подключение к сети. Для сравнения, у проектов, построенных между 2000 и 2007 годами, на эту процедуру уходило менее двух лет.

По данным LBNL, сейчас в ожидании подключения к сети в стране находится более 10 000 проектов, способных обеспечить выработку 1350 ГВт электроэнергии.

На этой неделе Глобальный совет по ветроэнергетике (GWEC) сообщил, что в июне 2023 года глобальная установленная мощность в ветроэнергетике достигла знаковой величины 1 ТВт. К этой отметке мир шёл примерно 40 лет, но рубеж 2 ТВт будет преодолён намного быстрее. Тем не менее, это только начало пути, и идти по нему надо быстрее и быстрее.

Источник изображения: Pixabay

С конструкциями ветроустановок и генераторами первыми серьёзно начали экспериментировать датские инженеры, что началось в 70-е годы прошлого века. По крайней мере, сегодняшние ветряные установки во многом опираются на разработки скандинавских исследователей. Точка отсчёта мировой ветроэнергетики выбрана советом GWEC именно из этих соображений.

Достижение рекорда обнародовали в Твиттере представители Рамочной конвенции ООН по изменению климата (UNFCCC, РКИКООН): «Хорошие новости. Спустя 40 лет глобальная установленная мощность ветроэнергетики в этом месяце достигла 1 тераватта. И трансформация к возобновляемой энергии ускоряется. Согласно оценкам, рубеж в 2 ТВт будет пройден до конца десятилетия».

В GWEC прогнозируют, что 2 ТВт установленной мощности в ветроэнергетике будут достигнуты менее чем через 7 лет. Но глобально задача ставится так, чтобы к 2050 году развернуть не менее 8 ТВт ветряных электростанций, без чего не получится достичь поставленных ранее климатических целей. «Нет времени и нет необходимости медлить», — заявил председатель GWEC Джонатан Коул (Jonathan Cole). Иначе мир, по его словам, постигнет экологическая катастрофа.

По данным немецких СМИ, грузовое судно врезалось в ветряную турбину массива Gode Wind 1 у побережья Германии в Северном море. Инцидент произошёл в апреле. Вчера стало известно, что корабль шёл на автопилоте и отклонился от курса на несколько километров.

Источник изображения: Wasserschutzpolizeiinspektion Oldenburg

Компания-оператор массива Gode Wind 1 — датская Ørsted A/S — зафиксировала вход судна в зону электростанции, но с капитаном корабля не связывалась. Капитан корабля также не уведомил оператора о столкновении с турбиной. Турбина в инциденте не пострадала. Её вывели из эксплуатации на 24 часа для осмотра и потом запустили в работу. Зато судну не повезло. Сухогруз Petra L под флагом Антигуа с 1500 тоннами зерна получил пробоину по правому борту размерами 5×3 м.

В инциденте никто не пострадал. Вода проникла внутрь, но идущий из польского Щецина в Бельгию сухогруз смог своим ходом добраться до порта Эмден в Германии.

Турбина мощностью 330 МВт оказалась настолько прочной, что её системы мониторинга даже не зафиксировали столкновения с сухогрузом. По этой причине компания-оператор не сочла нужным связываться с капитаном судна, хотя позже выяснилось, что причины для связи всё-таки были. Турбина могла получить более серьёзные повреждения, и эксплуатировать её без инспекции могло быть опасным.

Массив Gode Wind 1 состоит из 55 ветряных турбин с роторами диаметром 154 м. Он расположен на удалении 45 км от побережья Германии и принадлежит датскому ветроэнергетическому гиганту Ørsted. В Германии по инциденту начато расследование.

Подавляющее большинство лопастей ветряных турбин окажутся на свалке, что в значительной степени нивелирует их вклад в низкоуглеродную энергетику. К 2050 году это составит свыше 43 млн тонн неперерабатываемых отходов. Учёные из Калифорнийского университета в Дэвисе занялись вопросом экологической утилизации лопаток ветряных турбин, положив в основу их изготовления мицелий грибов, органический субстрат и каркас из бамбука.

Источник изображений: University of California, Davis

Группа исследователей занялась вопросами совместимости мицелия ряда грибов, включая съедобные, субстратов и материалов для каркасов. Разработчики уверены, что мицелий в сочетании с субстратом из органических отходов способен заменить полиуретан и акрил. Собственно, разработка органических лопастей началась с проекта 2018 года по созданию органического шлема для велосипедистов с подкладкой из мицелия.

Благодаря попавшему в группу выходцу из Китая нашлось кому плести каркас лопасти из бамбука. Без этого специалиста, признаются в университете, развитие проекта не перешло бы в фазу испытаний прототипа. Учёные готовятся испытать органическую лопасть с мицелием внутри на турбине мощностью 1 кВт и с имитацией скорости ветра до 137 км/ч. Если испытания пройдут успешно, то можно будет начинать говорить с настоящими производителями лопаток, ведь вопрос масштабирования проблем не принесёт, уверены учёные.

Менее экологически чистый, но более надёжный способ утилизации лопастей ветряных турбин предлагают немцы. Они создали лопасти и подобрали к ним кислоты, которые растворяют эпоксидную смолу до разделения лопастей на составные материалы. И такие лопасти уже дают первую энергию.

По данным Ember, прошлый год характеризовался достижением рекордных показателей по доле электроэнергии, генерируемой солнечными и ветровыми электростанциями. Если в 2021 году эта доля достигла 10 %, то по итогам 2022 года выросла до 12 % в масштабах мировой энергетики. По итогам текущего года доля генерируемой за счёт ископаемых источников электроэнергии достигнет исторического максимума и начнёт снижаться в дальнейшем, как считают эксперты.

Источник изображения: EPA, Picture Alliance

Статистика Ember учитывает данные по энергопотреблению из 78 стран, охватывающие 93 % мирового рынка. Солнечные электростанции уже восемнадцатый год подряд представляют собой самый активно растущий сегмент энергетики, в прошлом году они прибавили 24 % или 245 ТВт‧ч. Этого хватило бы для энергоснабжения всей Южной Африки. Ветряные электростанции в прошлом году прибавили в генерируемой мощности 17 % или 312 ТВт‧ч — такого прироста достаточно для энергоснабжения почти всей Великобритании.

Свыше 60 стран, попавших в статистику, по данным источника, получают более 10 % своей электроэнергии от ветряных и солнечных генерирующих мощностей. Если учитывать и объекты атомной энергетики, которые специалисты Ember тоже относят к экологически чистым, то доля таких источников по итогам 2022 года достигла рекордно высоких 39 % в масштабах планеты. При этом страны Евросоюза до 22 % всей электроэнергии получают от ветряных и солнечных электростанций, но на первом направлении они немного отстают от общемировых темпов.

Локомотивом перехода на солнечную и ветряную энергетику в прошлом году оказался Китай, но он же активнее всего потребляет и электроэнергию, вырабатываемую за счёт сжигания угля. В целом, данный вид ископаемого топлива остаётся наиболее популярным, занимая 36 % в мировой энергетической системе. Впрочем, рост спроса на электроэнергию в прошлом году достигал 80 %, и на этом фоне прогресс угольных электростанций в 1,1 % не кажется существенным, поскольку альтернативные источники развивались более активно. Генерация электричества с использованием природного газа в прошлом году сократилась на 0,2 %, но весь энергетический сектор всё же увеличил углеродные выбросы на 1,3 % до рекордного значения. Эксперты ожидают, что по итогам текущего года генерация электричества с использованием ископаемого топлива сократится на 0,3 % и положит начало тенденции к дальнейшему сокращению.

По прогнозам специалистов, энергетический сектор должен первым перейти к углеродной нейтральности уже в 2040 году, чтобы позволить достичь полной нейтральности в масштабах всех отраслей мировой экономики к 2050 году. Сейчас основной объём выбросов углекислого газа осуществляется именно объектами мировой энергетической системы. К 2040 году ветряные и солнечные электростанции должны будут генерировать до 41 % всего электричества в мире.

Ветряные турбины и солнечные электростанции Китая вырабатывают почти столько же электроэнергии, сколько требуется для обеспечения почти каждого жилого дома в стране, пишет издание Bloomberg, ссылающееся на данные Национальной энергетической администрации (National Energy Administration, NEA).

Источник изображения: Sungrow EMEA / unsplash.com

В отчёте ведомства указывается, что объёмы генерации ветряной и солнечной энергии в прошлом году увеличились на 21 % и составили 1190 ТВт·ч (тераватт-часов). Согласно тем же данным, совокупный уровень энергопотребления жилых помещений в Китае составил 1340 ТВт·ч, что на 14 % больше, чем было годом ранее.

Отчёт NEA говорит о стремительном росте источников возобновляемой энергии в стране на фоне миллиардных инвестиций Китая в этом направлении для решения экологических проблем и сокращения зависимости от дорогостоящих видов ископаемого топлива. Однако следует иметь в виду, что на жилые помещения в Китае приходится относительно малая часть всех энергозатрат страны, в сравнении с другими странами. По данным Международного энергетического агентства, в 2020 году лишь 17 % от общего производимого объёма электричества в Китае использовались непосредственно домовладениями. В то время как в Японии на жилые помещения в том же году приходились 29 %, а в США — 39 % от всего объёма вырабатываемой энергии. В Китае основными потребителями по-прежнему являются фабрики и заводы. На производства приходятся 60 % от всего добываемого объёма электроэнергии.

Таким образом, даже если возобновляемые источники и способны обеспечить практически каждый дом в Китае чистой энергией, китайским производителям по-прежнему приходится сжигать огромное количество топлива и как следствие выбрасывать в атмосферу огромные объёмы парниковых газов для поддержания темпов экономического роста.

По мнению аналитиков, после отмены в этом году жёстких антиковидных ограничений в Китае ожидается более бурный экономический рост. А это в свою очередь также указывает на потенциальный рост объёмов вредных выбросов в атмосферу, даже несмотря на то, что ветряная и солнечная энергетика покрывает практически все нужды обычного населения.

В Китае планируют построить гигантский ветрогенератор высотой с 70-этажный дом. Новая установка компании MingYang Smart Energy под названием MySE 18.X-28X превосходит по мощности и размерам строящийся ветрогенератор MySE 16.0-242, а также представленный в качестве самого крупного в мире H260-18MW мощностью 18 МВт компании CSSC Haizhuang.

Источник изображения: MingYang Smart Energy

Если у H260-18MW лопасти длиной 128 м формируют при вращении окружность площадью около 53 тыс. м², то у ветрогенератора MySE 18.X-28X с мощностью «более 18 МВт» длина лопастей равна 140 м, а площадь формируемой при вращении окружности составляет 66 052 м².

MingYang сообщила, что новый ветрогенератор справится с самыми экстремальными погодными условиями в океане, включая сверхмощные тайфуны уровня 17 баллов со скоростью ветра более 56,1 м/с (202 км/ч). Согласно данным компании, при средней скорости ветра 8,5 м/с (30,6 км/ч), он будет производить 80 ГВт·ч энергии в год. Этого объёма электроэнергии «достаточно для снабжения 96 000 человек».

Тренд на строительство гигантских ветрогенероторов объясняется тем, что большая часть затрат на их установку приходится на обустройство фундамента на морском дне. Чем больше мощность ветрогенератора, тем меньше удельный вес условно-постоянных затрат на единицу производимой им электроэнергии.

Согласно заявлению MingYang, по сравнению с моделями мощностью 13 МВт, более высокая мощность MySE18.X-28X позволит сэкономить на установке 18 агрегатов, необходимых для ветряной электростанции мощностью 1 ГВт, сократив затраты на строительство на $120 000–$150 000 за мегаватт. В итоге экономия на строительстве подобного объекта может составить $120–$150 млн. Впрочем, в общей сумме проекта это составит всего 1–2 %. Для справки, стоимость ветроэлектростанции Hornsea One мощностью 1,2 ГВт с турбинами на 7 МВт оценивается не менее чем в $5,153 млрд.

Самая мощная в мире ветряная турбина запущена в опытную эксплуатацию. Установка Vestas V236-15 MW собрана для оценки эксплуатационных характеристик на полигоне в Эстерильд в Западной Ютландии. Диаметр ротора установки составляет 236 м при длине лопастей 115,5 м. Вырабатываемая на пике мощность достигает 15 МВт. На основе этой установки разработаны проекты целого ряда морских ветроэлектростанций в Европе и США.

Источник изображения: Vestas

Реализация промышленных объектов с использованием Vestas V236-15 MW начнётся в следующем году. Ветрогенераторы высотой 280 м — самые высокие в мире — дебютируют на датской ветряной электростанции Фредериксхавн. Также эта установка выбрана в качестве основной для проектов морского ветропарка Atlantic Shores в Нью-Джерси и для нью-йоркских проектов Empire Wind 1 и Empire Wind 2.

Один такой генератор способен обеспечить электричеством 20 тыс. домохозяйств. Годовая выработка электроэнергии Vestas V236-15 MW достигает 80 ГВт·ч. Такие объёмы чистой энергии эквивалентны снижению выбросов углекислого газа на 38 тыс. т в год или примерно равны удалению с дорог 25 тыс. легковых автомобилей в год.

До установки Vestas V236-15 MW рекордсменом была ветротурбина Haliade-X компании General Electric мощностью 14 МВт. Но датская установка тоже недолго пробудет рекордсменом. Китайцы завершают создание ветряной турбины MySE 16.0-242 мощностью 16 МВт. Для опытной эксплуатации она будет собрана к середине текущего года, а серийный выпуск начнётся в 2024 году.

«Зелёная» энергетика дотянулась до Марса, но пока только в теории. Учёные показали, что на Красной планете может быть достаточно ветра для круглогодичного снабжения колонистов электрической энергией. Это особенно важно для полярных районов, где солнечная энергетика не эффективна.

Образованные сильным ветрами дюны на северном полюсе Марса. Источник изображения: NASA/JPL-Caltech/ASU

Согласно всем предыдущим планам, космические базы на Луне, Марсе и дальше в космосе энергией должны снабжать портативные ядерные реакторы. Это относительно простое и надёжное устройство, которое люди давно научились делать и использовать. Новая повестка заставляет рассматривать иные альтернативы.

В принципе, в открытом космосе, на Луне, где нет атмосферы и даже на Марсе, где плотность атмосферы составляет всего 1 % от земной, солнечная энергетика отдаёт максимум от возможного. Однако по мере продвижения к полюсам ситуация меняется и падающих на планеты солнечных лучей уже недостаточно для сбора необходимых объёмов электроэнергии. Почему бы в таких районах не использовать ветер, подумали учёные? От него не веет «ядерной опасностью», а установку, теоретически, можно почти полностью собрать на месте из подручных материалов.

Предыдущие программы по изучению силы ветров на Марсе были крайне обрывочным. В основном изучались ветры в районе посадок аппаратов на экваторе и обстановка вокруг горных гряд. Учёные из NASA адаптировали модель атмосферных движений Земли к марсианским условиям, включая географию. В основу расчётов были положены все известные данные о Марсе по наблюдениям за всё время.

Моделирование показало, что в приполярных областях и в других регионах Марса, особенно вдоль крупных кратеров и нагорий, достаточно ветра, чтобы одна мощная турбина круглогодично обеспечивала энергией группу из шести колонистов. В районах с меньшей силой ветра (ближе к экватору) ветер может дополнять солнечную энергетику во время сезона пылевых бурь и в тёмное время суток.

Для ветряных генераторов на Марсе необязательно строить башни с гондолами. Ветряные турбины можно поднимать на воздушных шарах. Но и для башен на Марсе можно найти местный строительный материал, чтобы не везти всё с Земли. Учёные ожидают, что инженерное сообщество подхватит идею и предложит интересные решения. А пока они опубликовали результаты работы в журнале Nature Astronomy.

Ежегодно ветряки убивают до полумиллиона птиц, но ещё больше от них погибает летучих мышей. Губят мышей не только лопасти. Летучие мыши погибают в зонах перепадов давления позади ветрогенераторов. Капилляры мышей быстро расширяются в зонах пониженного давления, и животные погибают от внутреннего кровоизлияния, что не угрожает птицам. Отпугнуть летучих мышей от опасной зоны должны помочь дроны с маячками.

Источник изображения: Tel Aviv University

Специалисты из Израиля разработали светошумовую обвязку для дронов, которая отгоняла бы летучих мышей световыми сигналами и сигналами в ультразвуковом диапазоне, к которому летучие мыши наиболее чувствительны. Просто установить отпугивающее оборудование на мачты генераторов нельзя. Во-первых, летучие мыши к нему привыкают и со временем начинают игнорировать. Во-вторых, таким образом невозможно отпугнуть животных от обширной опасной зоны позади лопастей, которая, к тому же, перемещается по мере смены направления ветра.

Исследователи из Тель-Авивского университета и Университета Хайфы предложили систему, которая может решить обе проблемы: яркие мигающие огни и ультразвуковые импульсы, подаваемые с дронов, которые летают перед турбинами. В ходе первых экспериментов дрон со светошумовыми маячками поднимался на высоту гондолы ветряка — это примерно 100 м, и затем совершал полёты по прямой в обе стороны на отрезке 100 м.

Наблюдения с помощью камер, радаров и лазерных LIDAR’ов подтвердили, что дрон с маячками способен отпугивать летучих мышей. Около 40 % животных начинали избегать полётов на высоте дрона, облетая его заметно выше. На следующем этапе учёные испытают систему отпугивания непосредственно с ветряными турбинами.

Возможно, они смогут подобрать комбинацию света и шума, чтобы отпугнуть ещё больше мышей от полётов вблизи ветряных турбин. Летучие мыши имеют большое значение для уничтожения насекомых-вредителей сельскохозяйственных растений. Без них выращивать овощи, фрукты и злаковые будет вреднее и сложнее.

Французская компания Eolink получила финансовую поддержку для строительства первого в мире демонстратора плавучей ветряной турбины необычной конструкции. Вместо «пропеллера на палочке» предложено построить что-то типа «колеса обозрения» — стойки в виде пирамиды с пропеллером посередине. Разработчик утверждает, что пирамидальное шасси обеспечит значительную экономию материала и недорогое обслуживание — слабое место всех морских ветряков.

Источник изображений: Eolink

Наиболее сильные ветры регистрируются в открытом море, а не на шельфе с малыми глубинами. Если распространять на открытое море привычную для суши и шельфа конструкцию ветряка — длинный шест с горизонтально расположенным ротором, то стоимость материалов для башни, гондолы и противовеса станет заоблачной, и тем стремительнее она будет расти, чем длиннее лопасти и выше башня.

Пирамидальный каркас, напротив, исключает необходимость в большой гондоле-противовесе пропеллера, а две точки опоры повысят износостойкость подшипников. На саму башню даже из четырёх опор, собранных в пирамиду, понадобится меньше материала, чем на одну стойку, к прочности которой будут предъявляться намного большие требования. Наконец, башне из четырёх стоек на квадратной раме с поплавками в четырёх точках потребуется намного меньше подводного балласта для удержания равновесия на водной глади.

Если балласта будет меньше и он не упрётся в мелкое дно, то такую стойку удобно будет обслуживать в доке, а не в открытом море с огромной почасовой арендной платой за морской кран. Отсутствие балласта и хорошая плавучесть также позволит упростить систему ориентации ветрогенераторов по ветру. Повороты башни больше будут не нужны, что дополнительно упростит и удешевит всю конструкцию. Плавучая «трапеция» сама будет поворачиваться для работы под оптимальным к ветру углом чисто в силу законов физики, воле морского течения и силе ветра — тут главное будет правильно закрепить её на дне, чтобы она свободно вращалась вокруг якорного троса.

Некоторое время назад компания Eolink получила гарантии на инвестиции на сумму около $23 млн от испанской компании Acciona Energy и фирмы по управлению проектами Valorem. На эти деньги будет построен 5-МВт прототип, который к 2024 году будет проверен на испытательном полигоне SEM-REV в французских водах Атлантического океана.

Вес прототипа достигнет 1100 т. Диаметр лопастей составит 143 м, а каждая сторона квадратного основания стойки-пирамиды будет достигать 52 м. После испытания компания обещает собрать достаточно данных, чтобы приступить к следующему этапу проекта — созданию 20-МВт «пирамидальной» плавучей морской турбины. Экономия на материалах и обслуживании обещает сделать электрическую энергию, добываемую такими ветряными турбинами, на 20–25 % дешевле, чем у «ветряков на палочках».

Японская энергетическая компания Toda и специалисты Осакского университета разработают проект самого большого в мире плавучего ветрогенератора, сообщает издание Nikkei Asia. Инженеры собираются построить прототип турбины, способной генерировать до 15 МВт электроэнергии. Эксперимент будет проводиться в несколько этапов. К финальному планируется приступить в 2025 году.

Источник изображения: Unsplash / Nicholas Doherty

В 2023 году исследовательская группа разработает проект плавучей турбины большой мощности. Группа состоит из 10 инженеров компании Toda и Осакского университета, специализирующихся на морских ветрогенераторах и морской технике. Ключевая задача этого этапа работы будет заключаться в разработке компьютерных моделей для анализа рисков и нагрузок на плавучую платформу, а также в разборе вопросов, связанных с массовым производством подобных установок и передачей электроэнергии.

В 2024 году инженеры создадут демонстрационную установку плавучей турбины, способную генерировать 10 МВт электроэнергии. А в 2025 году планируется построить ветрогенератор с размахом лопастей примерно 200 метров, что в три раза больше, чем у нынешних аналогичных генерирующих установок. Согласно предварительным прогнозам, такая турбина сможет генерировать 12–15 МВт электроэнергии.

По сравнению со стационарными ветрогенераторами, которые устанавливаются на поверхность морского дна, плавучие турбины обходятся дороже в установке и обслуживании. Этот фактор мешает их широкомасштабному развёртыванию даже в Европе, где за последние годы морская ветроэнергетика получила значительное развитие. Однако отсутствие вокруг Японии мелководных морей делает проект плавучих ветрогенераторов более привлекательным. Согласно оценкам экспертов, потенциал развёртывания плавучих турбин в Японии в три раза выше с точки зрения площади акватории, чем у стационарных морских установок.

Консорциум компаний во главе с Toda эксплуатирует первую коммерческую плавучую турбину рядом с побережьем префектуры Нагасаки. Стоимость одного киловатта добываемой электроэнергии установкой мощностью 2 МВт составляет 36 йен (около $0,26). Чтобы снизить себестоимость генерации электроэнергии ниже 10 йен за киловатт-час и сделать ветрогенераторы конкурентоспособными с тепловыми электростанциями, необходимо значительно увеличить мощность морских турбин.

В минувшие выходные норвежская энергокомпания Equinor, больше известная благодаря проектам в нефтегазовой индустрии, начала вводить в эксплуатацию крупнейшую в мире (по её данным) плавучую ветряную электростанцию, ещё больше турбин начнут работать в конце текущего — начале следующего годов.

Источник изображения: Equinor

Первая турбина в рамках проекта Hywind Tampen, заработала в воскресенье. Хотя речь идёт о возобновляемых источниках энергии, всё добытое электричество будет использоваться исключительно для получения нефти и газа с площадок в Северном море.

Источник изображения: Equinor

Hywind Tampen расположена в 140 км от побережья Норвегии, семь турбин должны заработать до конца 2022 года, установка ещё четырёх должна закончиться в следующем году. После полной реализации проекта его мощность составит 88 МВт.

Источник изображения: Equinor

Помимо Equinor, в проекте принимают участие компании Vår Energi, INPEX Idemitsu, Petoro, Wintershall Dea и OMV. По имеющимся данным, Hywind Tampen обеспечит до 35 % энергии для нефтегазовых разработок Gullfaks и Snorre. Использование возобновляемой энергии позволит снизить углеродный выброс при добыче ископаемого топлива. Впрочем, такой проект всё равно вызывает критику экоактивистов, поскольку углеводороды в итоге вносят основной вклад в загрязнение окружающей среды.

По данным Equinor, турбины Hywind Tampen были установлены на плавучих бетонных основаниях. Одним из преимуществ таких проектов является возможность установки ветрогенераторов в более глубоких водах, чем доступны турбинам с донным креплением.

Источник изображения: Equinor

В 2017 году Equinor уже начала эксплуатацию проекта Hywind Scotland — электростанции мощностью 30 МВт из пяти турбин, которую в Equinor называют первой плавучей ветроэлектростанцией в мире.

С тех пор число подобных решений значительно выросло. Проекты от Шотландии до США и Китая находятся на разной стадии реализации. Известно, что только США намерены довести общий объём поставляемой плавучими ветроэлектростанциями энергии до 15 ГВт уже к 2035 году. К тому же времени в стране планируется снизить себестоимость таких электростанций более чем на 70 %.

В прошлом месяце Китай анонсировал оффшорный проект рекордной мощности, с установкой генераторов на донные основания. Ожидается, что его мощность будет выше, чем у всей энергосистемы Норвегии.

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.