Новости

Битва титанов: 5 крупнейших наземных турбин

Опубликовано

Номинальные мощности более 5 МВт; лопасти ротора превышают длину 80 метров; башни высотой более 160 метров и полная высота турбины более 250 метров (с лопастью в верхнем положении). Новое поколение гигантских наземных турбин быстро выходит на рынок, и пять ведущих мировых производителей оборудования лидируют в гонке технологий.

 

Немецкий производитель Nordex был основным двигателем в этом новом секторе, он представил свою платформу Delta4000 в сентябре 2017 года, установил первый прототип в августе 2018 года и начал серийное производство в марте этого года.

Эта турбина, имеющая диаметр ротора 149 метров и гибкую мощность 4,0-4,5 МВт, получила подтвержденные заказы на рынках  Швеции, Австралии, Аргентины и США.

Началось строительство разработанного компанией Genneia кластера ВЭС Chubut Norte II, III и IV в Аргентине, который будет оснащен 38 машинами Nordex N149 / 4.0-4.5, ввод в эксплуатацию ожидается в начале следующего года.

Ветряная электростанция Acciona мощностью 157,5 МВт (35 ВЭУ) в южной части Мортлейка в штате Виктория, Австралия, находится на аналогичной стадии разработки.

С момента запуска Nordex постоянно расширяет и улучшает предложение платформы Delta4000. Сначала появилась модель N133 / 4.8, предназначенная для мест с сильным ветром.

Совсем недавно внедрение нового редуктора и увеличенной электрической системы позволило повысить мощность N149 до 5 МВт плюс, в то время как 155-метровый ротор вводится для варианта мощностью 4,5 МВт.

Серийное производство N149 / 5.X и N155 / 4.5 планируется начать в конце следующего года.

Новая линейка должна рассматриваться как эволюционное развитие оригинальной платформы Delta, запущенной в 2013 году.

Нет ничего особенно радикально нового в трансмиссии с высокоскоростным редуктором (HSG) и асинхронным генератором двойного питания (DFIG), но компании Nordex удалось сохранить неизменными размеры гондолы, несмотря на более высокие номинальные характеристики и нагрузки.

Самое главное, новая турбина будет накапливать опыт работы на различных рынках, прежде чем некоторые из ее конкурентов достигнут даже стадии прототипа.

 

GE выступила с прототипом Cypress

GE объявила о своем входе в сектор рынка ВЭУ 5 МВт в сентябре 2017 года, одновременно с Nordex, но не смогла сравниться с темпами организации производства немецкого OEM.

Платформа Cypress была представлена с первоначальной мощностью 4,8 МВт и диаметром ротора 158 метров. Год спустя американский производитель объявил об увеличении мощности до 5,3 МВт и подтвердил дальнейшие подробности новой конструкции лопасти, состоящей из двух частей.

Первый прототип – с мощностью 5,3 МВт – был установлен в Нидерландах в конце 2018 года, первая мощность была произведена в феврале этого года.

12-месячная программа испытаний в Институте ветроэнергетических систем Фраунгофера (IWES) начинается в августе.

Первый заказ – на три модели мощностью 4,8 МВт – был размещен немецким девелопером Prowind в апреле для проекта в Баварии на юге страны.

С тех пор только еще один заказ был отмечен отделом исследований и данных Windpower Monthly.

Он включает 27 ВЭУ для проекта в Турции, который разрабатывает Borusan EnBW Enerji. Заявленная мощность ветроэлектростанции в 138 МВт предполагает среднюю номинальную мощность единичной ВЭУ около 5,1 МВт.

Привод Cypress не открывает новых возможностей своей компоновкой HSG-DFIG, но использование технологии составных двухкомпонентных лопастей LM Wind Power, которые будут собраны на площадке проекта, уменьшает некоторые транспортные и логистические трудности при работе с этими массивными компонентами.

 

Vestas применяет свой оффшорный опыт

Было бы неожиданностью, если бы ведущий мировой производитель турбин не ответил на вызовы Nordex и GE, и Vestas раскрыл первые подробности своей новой платформы EnVentus в январе.

Заявленная мощность 5,6 МВт и 162-метровый ротор позволили ей немного опередить Cypress от GE с точки зрения как мощности, так и длины лопасти. Для средних и сильных ветров также доступен 150-метровый ротор.

Платформа EnVentus вероятно является наиболее радикальной конструкцией из пяти представленных здесь турбин благодаря использованию редукторной трансмиссии со средней скоростью вращения (MSG) и принципу модульной турбины.

Опция MSG-PMG необычна для использования в наземных турбинах, но Vestas имеет хороший опыт применения этой технологии в оффшорной турбине MHI Vestas V164, мощность которой теперь достигает 10 МВт.

Датская фирма уже имеет прочные позиции в секторе 4MW+ с турбиной V150-4.2MW, которая в последнее время успешно работает, но платформа EnVentus представляет собой существенное повышение производительности.

Vestas утверждает, что новый V150-5,6 МВт увеличит годовое производство энергии (AEP) примерно на 17% по сравнению с ВЭУ 4,2 МВт при скорости ветра 7,5 м / с, в то время как  V162-5,6 МВт рассчитан на повышение производительности на 25% .

Vestas обладает широким диапазоном высот башен, доступных для новой модели, в том числе разработанными собственными силами стальными башнями большого диаметра (LDST) высотой 148, 155 и 166 метров.

Новая платформа также может быть предложена с вантовыми башнями Vestas второго поколения.

Разработку платформы EnVentus вряд ли можно назвать авральной работой.

По словам главного технологического директора Андерса Веделя, еще в 2012 году компания Vestas осознала, что ей необходимо перейти на модульную архитектуру для проектирования и изготовления турбин, и это требование стало еще более насущным, поскольку все большее число ветроэнергетических рынков приняли в качестве инструмента выбора производителя турбин конкурентные аукционы.

Прототип V150 будет установлен позже в этом году, а V162 появится в середине 2020 года.

Наилучшим показателем серийного производства является объявление первого подтвержденного заказа на новую платформу – 27-турбинный проект Simo Sarvisuo мощностью 151 МВт в Финляндии, крупнейшее из шести успешных предложений на первом в стране аукционе по возобновляемым источникам энергии.

Девелопер Tuuliwatti определил V162-5,6 МВт на 166-метровых башнях LDST в качестве модели ВЭУ для проекта. Ожидается, что поставки начнутся в третьем квартале 2021 года.

 

Приобретение Lagerwey приносит плоды для Enercon

У компании Enercon больше опыта, чем у любого другого производителя, который строит и эксплуатирует очень большие наземные турбины.

Ее машина E-126, которая в конечном итоге была разработана для номинальной мощности 7,58 МВт, остается самой мощной действующей наземной турбиной, хотя это всегда был очень специализированный и специфичный для конкретной площадки продукт, который больше не предлагается для продажи.

Платформа немецкого производителя EP4, представленная в 2014 году, была призвана дать Enercon свое место в новом развивающемся секторе.

Разработанный на классических принципах Enercon – прямой привод с привычной яйцевидной гондолой и упор на надежность и долговечность – он не справился с быстро меняющимися рынками, управляемыми на конкурсной основе, и оказался в значительной степени обойденным по соображениям стоимости и веса.

Эта турбина была произведена в очень ограниченных количествах – вероятно, меньше чем 200 единиц – и больше не является официальной частью линейки продуктов.

Ее место заняла совершенно новая модульная платформа EP3, которая обеспечивает мощность до 4 МВт и снижение массы головки ВЭУ (гондола с ротором)  на 200 тонн по сравнению с EP4, и линейка в стиле Lagerwey, которая теперь называется EP5 и выводит Enercon в сектор рынка 5 МВт.

Подробности конструкции платформы EP5 – единственной турбины с прямым приводом из пяти рассматриваемых – остаются отрывочными.

Традиционно Enercon предпочитал прикрывать свои карты от любопытствующих, но вероятно можно с уверенностью предположить, что турбины EP5 под маркой Enercon продемонстрируют значительные улучшения дизайна по сравнению с прототипами Lagerwey L136 4,3 МВт и 4,5 МВт.

Ожидается, что прототип мощностью 5 МВт и ротором 147 метров будет представлен в течение следующего месяца или двух.

За этим последует вариант с 160-метровым ротором и мощностью не менее 4,6 МВт.

Турция выглядит наиболее вероятным местом для производства серийных моделей после успешного предложения Enercon на втором аукционе по возобновляемой энергии в этой стране, который состоялся в мае.

 

SGRE ближе всех приблизилась к 6 МВт

Последним в отрасли, но со спецификацией, которая превосходит все, что было представлено раньше, рассмотрим Siemens Gamesa Renewable Energy (SGRE).

Новая платформа – мощностью 5,8 МВт и роторами диаметром 155 и 170 метров – была представлена в апреле на конференции WindEurope в Бильбао.

По словам генерального директора Маркуса Таке, это первый совместно разработанный продукт с момента слияния более двух лет назад Siemens и Gamesa.

Это еще одна относительно традиционная высокоскоростная конструкция с акцентом на модульность конструкции.

Дальнейших вариантов по теме можно ожидать.

SGRE планирует установить первый опытный образец – с меньшим диаметром ротора – в середине 2020 года, а SG 5.8-170 будет выпущен в этом году позднее.

Турбины будут предлагаться с высотами башни до 165 метров.

Лопасти для обоих прототипов будут выполнены как одно целое, но SGRE не исключает использование для коммерческого продукта варианта с составными лопастями, особенно для лопастей длиной от 80 метров.

 

Для всех пяти платформ время еще не пришло, но ясно, что производителям придется исследовать составные двухсекционные лопасти для нового поколения титанов, чтобы преодолеть транспортные и логистические проблемы.

Также разрабатываются новые технологии и методы монтажа, чтобы ускорить и упростить процесс подъема этих огромных, тяжелых компонентов на башни высотой более 160 метров.

Инновационный ползучий подъемный кран Lagerwey является ярким примером развития в этой области.

Источник: windpowermonthly.com