Десять крупнейших морских ветрогенераторов

В данной статье пойдёт речь о ветрогенераторах в стадии производства или тех, на которые размещены заказы на поставку; в стороне останутся снятые с производства, экспериментальные установки, не запущенные в серию, а также оставшиеся на уровне чертежей на кульманах; будут подробно освещены характеристики первой десятки самых мощных ветроэлектроустановок наших дней.

1 место: модель V164-9.5MW компании MHI Vestas

Номинальная мощность 9,5 МВт

Диаметр ротора 164 м

Трансмиссия Редуктор

Среди имеющихся на рынке турбин модели компании MHI Vestas по-прежнему занимают лидирующие позиции. В объединённом предприятии (Mitsubishi Heavy Industries & Vestas – примечание РАВИ), которому вот уже 5 лет, обозначили намерение продолжить развивать платформу V164 (с заявленной в 2011 г. мощностью 7 МВт), в то время как конкуренты разрабатывают совершенно новые модели.

Новый генеральный директор MHI Vestas Филиппе Кавафян (Phillippe Kavafyan) заявляет, что она может стать «рабочей лошадкой» морской ветроэнергетики, и выражает готовность поддерживать конкурентоспособность платформы в течение ещё нескольких лет, играя на имеющемся в отрасли большем спросе на проверенную разработку, нежели на новую, пусть и более крупную модель. Вариант исполнения турбины мощностью 8-8,8 МВт был установлен (или готов к установке) на нескольких проектах в Великобритании, Голландии, Дании и Германии суммарной мощностью 2,24 ГВт.

Компания понесла небольшие издержки в 2017 г., когда в результате пожара в Дании была уничтожена турбина-прототип мощностью 9,5 МВт; причиной инцидента был назван дефектный компонент, повреждённый в ходе монтажа. Компонент был уникальной особенностью демонстрационного механизма, и его отказ не повлиял на исследовательскую программу, так что модель прошла сертификацию в июне 2018 г.

У модели V164-9.5MW имеется референц-лист приблизительным объёмом 3,7 ГВт. Модель была названа приоритетной для размещения на ветропарках восточного побережья Великобритании Moray East (950 МВт) и Triton Knoll (860 МВт). Каждый проект получил поддержку в рамках тендера, проведённого в 2017 г.  Также запланирована установка таких турбин на бельгийской станции Northwester 2 (224 МВт), немецкой Deutsche Bucht (252 МВт) и на голландской Borssele III & IV (731,5 МВт), на которой впервые будет применён тип установки mono-suction-bucket (кессон (моно-ведро) с заглублением (всасыванием) в грунт с нулевым отклонением по вертикали).

Что касается неевропейских регионов, производитель подписал соглашение на поставку платформы V164 8-9.5MW с компанией Copenhagen Infrastructure Partners, владеющей тремя площадками на территории уезда Чжанхуа на западе Тайваня.

2 место: SG 8.0-167 DD компании Siemens Gamesa

Номинальная мощность 8 МВт

Диаметр ротора 167 м

Трансмиссия Прямой привод

Ветрогенератор компании Siemens Gamesa (SGRE) (член РАВИ) – очередной пример поступательной и успешной эволюции ветрогенератора большого размера. Первоначально выпущенная в 2011 г. модель имела мощность 6 МВт и несла на себе ротор диаметром 120 м.

Модель SG 8.0-167 была «запущена» после конференции WindEurope, прошедшей в ноябре 2017 г. в Амстердаме. Несмотря на имеющееся в названии указание на мощность в размере 8 МВт, имеется возможность её увеличения до 9 МВт у конкретной модели.

Диаметр ротора новейших образцов составляет 167 м – крупнейший показатель на рынке. Предыдущий 154-метровый образец при мощности в 8 МВт обеспечивает удельную мощность ветрового потока в 365 Вт/м2. Последнее поколение турбины также выиграло от слияния компаний Siemens и Gamesa; у компании Gamesa на вооружении находилась 8-мегаваттная турбина Adwen, ныне прекратившая своё существование как в технологическом плане, так и в части её выведения из системы снабжения.

Её предшественники мощностью 6 МВт, обладавшие 154 – и 120-метровым роторами, были установлены на площадках Ørsted’s (210 МВт), Westermost Rough (Великобритания, 252 МВт), Gode Wind 2 (Германия) и Dudgeon (Великобритания, 402 МВт) компании Equinors, в то время как последующие модели мощностью 7 МВт – установлены в ветропарках Hornsea Project One (1,2 ГВт) и Walney Extension (Великобритания, 329 МВт).

Вместе с «первопроходцем» мощностью 3,6 МВт все эти установки сделали конгломерат SGRE ведущим производителем морских ветрогенераторов в мире.

В течение 10 месяцев с момента запуска модели в производство новая 8-мегаваттная платформа значилась в заказах суммарной мощностью 5,7 ГВт; в это число входят 1,5 ГВт для французской ветрофермы Adwen, 900 МВт – для ветропарков Дании и 1,4 ГВт – Великобритании, не считая более мелких заказов в Германии, Нидерландах и Тайване, что означает сохранение за SGRE относительно устойчивых лидирующих позиций на рынке.

В отличие от своего соперника MHI Vestas, в Siemens Gamesa не делают тайны из планов достичь мощности 10 МВт и выше для следующего поколения генераторов, а состоявшийся ранее в этом году анонс 12-мегаваттного прототипа только упростил дело.

3 место: GW154/6.7MW компании Goldwind

Номинальная мощность 6.7 МВт

Диаметр ротора 154 м

Трансмиссия Прямой привод с генератором на постоянных магнитах.

В ноябре ведущий производитель турбин в Китае раскрыл детали новой 6-мегаваттной платформы с прямым приводом, хотя с тех пор в компании хранили молчание относительно дальнейшего прогресса. Были названы три возможных варианта исполнения: турбина мощностью 6,7 МВт с диаметром ротора 154 м, либо турбина мощностью 6,45 МВт и диаметром ротора 164 м или 171 м соответственно.  Удельная мощность воздушного потока варьируется от 281 Вт/м2 для модели GW171/6.45 и до 360 Вт/м2 для модели GW154/6.7МВт.

Ожидается, что модель GW171/6.45 будет иметь ротор большего диаметра, чем варианты, предлагаемые на данный момент MHI Vestas и Siemens Gamesa. В то же время у компании-поставщика лопастей LM Wind Power имеется опыт создания 88,4-метровых лопастей для отмененного проекта турбины Adwen AD 8-180. Производство 75,1-метровых лопастей – самых длинных из производимых в Китае – для модели мощностью 6,7 МВт стартовало в сентябре 2017 г. Приоритет при распределении отдаётся ветроустановкам GW154/6.7M, которые предназначены для установки в районах с сильным ветром: прибрежные зоны восточных провинций Фуцзянь и Гуандан.

Оцениваемые более низко модели с лопастями большей длины будут сосредоточены на площадках с меньшими средними показателями скорости ветра. В Goldwind сообщают, что Япония и Южная Корея – основные потенциальные рынки сбыта, помимо Китая, хотя Европа и Индия тоже могут предоставить условия ведения коммерческой деятельности.

4 место: 6.2M152 компании Senvion

Номинальная мощность 6,15 МВт

Диаметр ротора 152 м

Трансмиссия Высокоскоростная с редуктором.

Впервые увидевшая свет в 2004 г. в виде 5-мегаваттного механизма с диаметром ротора 126 м морская ветроустановка, на тот момент выпускавшаяся под брендом Repower, на данный момент уже «доживает свой век», несмотря на выросшие до 152 м диаметр ротора и до 6,15 МВт – мощность, заявленную в названии.

Суммарно в 2017 г. компанией Senvion было установлено 72 единицы данной модели (с меньшим диаметром ротора 126 м): 54 на ВЭС Nordsee one и 18 – на Nordergrunde – каждая из которых расположена в немецких водах Северного моря.

На ВЭС Trianel Borkum II (203 МВт) в данный момент происходит установка и монтаж моделей с более длинными лопастями, заявленный рост энерговыработки для которых, по заявлениям Senvion, составляет 20 % при скоростях ветрах 9,5 м/с; показатель удельной мощности ветропотока – 339 Вт/м2. Но после этого заявления о поставках на упомянутые ветропарки новых записей в списке заказов компании не прибавилось.

Неугасающий интерес отрасли обращён к планам Senvion о постройке турбины мощностью 10 МВт и выше, что особенно важно, если компания собирается конкурировать с MHI Vestas, Siemens Gamesa и GE в сфере морской ветроэнергетики. 1 мая 2018 г. Еврокомиссия выделила грант на 25 млн. евро на разработку подобной ветроустановки в рамках общеевропейского проекта. В число участников проекта вошли ABB, EnBW, Jan de Nul и Principle Power. Согласно проекту, сокращённо названному RealCoE, к 2021 г. планируется разместить в условиях морского базирования некоторое число предсерийных образцов турбин.

5 место: Haliade 150-6MW компании GE

Номинальная мощность 6 МВт

Диаметр ротора 150,8 м

Трансмиссия Прямой привод

Срок эксплуатации морской турбины данного образца с прямым приводом оказался недолгим и производительность – невысокой. У GE (член РАВИ) уже имеются планы по модернизации производственного предприятия в St Nazaire (на картинке слева внизу) на севере Франции с тем, чтобы его помещения могли вместить последующую 12-мегаваттную установку (на картинке внизу справа), поскольку серийное производство должно начаться уже в 2021 г.

GE получила турбину в свою распоряжение после покупки электросетевого бизнеса компании Alstom (Франция) в 2015 г. Турбина Haliade мощностью 6 МВт значится в заказах многих французских ветроэнергетических проектов, которые постоянно откладывались.

Примером первой коммерческой эксплуатации является установка данной модели на восточном побережье США на ВЭС Block Island мощностью 30 МВт. За пределами Франции единственным крупным заказом стал таковой от владельцев проекта Merkur (396 МВт), расположенного в немецком секторе Северного моря и на данный момент находящегося в стадии строительства.

6 место SCD 6.0 компании Ming Yang

Номинальная мощность 6 МВт

Диаметр ротора 140 м

Трансмиссия Среднеоборотная с редуктором

Эта оригинальная двухлопастная ветроустановка с подветренным расположением относительно мачты разработана немецкой машинострительно-консультационной фирмой Aerodyn (член РАВИ); считалось, что благодаря её применению китайская морская ветроэнергетика сможет «отойти» дальше от берега в глубоководные районы моря, где скорость ветра достигает максимальных значений.

Но вместо этого китайский морской ветроэнергетический сектор не проявил большого желания двигаться в этом направлении, по вполне понятным причинам оставаясь верным давно проверенным технологиям постройки вблизи морского берега.

В результате по прошествии почти десяти лет с момента получения компанией Ming Yang лицензии на производство данной установки она всё ещё не запущена в серийное производство. Первый прототипный образец был установлен в Китае на территории ветропарка Longyuan Rudong, расположенного в приливной зоне, в 2014 г.

Турбина была разработана таким образом, чтобы выдерживать условия тайфунов и нести вертолётную посадочную площадку, интегрированную в гондольную часть. Диаметр ротора составляет 140 м, а удельная мощность воздушного потока – 309 Вт/м2.

7 место: WindS5500 компании Doosan

Номинальная мощность 5,5 МВт

Диаметр ротора 140 м

Трансмиссия Высокоскоростная с редуктором

Корейская фирма Doosan получила права на производство данной 5,5-мегаваттной морской ветроустановки в 2017 г., пойдя по стопам компаний Dongfang и Hyundai Heavy Industries, каждая из которых заключила лицензионное соглашение с разработчиком модели – американской ASMC Windtec Solutions.

Ветроустановка уже имеет за собой некоторый послужной список. Dongfang установила первый прототип на наземной площадке в Китае ещё в 2012 г., а второй – уже в следующем году в восточном Китае на расположенной в приливной зоне ветроферме Rudong.

Прототип производства Hyundai был установлен на южнокорейском острове Чеджудо в 2014 г.

Тем не менее ни одна из двух компаний не решилась открыть серийное производство, и остаётся неясным, будет ли Doosan совершать шаги в этом направлении.

Компания AMSC предлагает выбор между генератором с постоянным возбуждением и асинхронным генератором двойного питания. Она также является единственным поставщиком систем электрического регулирования данной ветроустановки.

Установка с высокоскоростной силовой передачей с редуктором оснащена 140-метровым ротором, обладает показателем удельной мощности ветропотока – 357 Вт/м2 и предназначена для регионов с условиями ветра значительной скорости.

8 место: HTW5.2-136 компании Hitachi

Номинальная мощность 5,2 МВт

Диаметр ротора 126/136 м

Трансмиссия Среднеоборотная с редуктором

Низкие темпы развития японской морской ветроэнергетики означают временную приостановку производства ветроустановки Hitachi с подветренным расположением относительно мачты мощностью 5,2 МВт.

Компанией были разработаны два варианта исполнения: со 127-метровым ротором для использования при высокой скорости ветра и 136-метровый образец – для более умеренных условий. Оба образца являются развитием более ранней модели мощностью 5 МВт с диаметром ротора 126 м.

18 единиц ветроустановок каждого типа предназначены для проектов Kashima Port North  и South, работа над которыми ещё не начата.

В развитии данной ветроустановки в Hitachi решили сосредоточиться на плавучих основаниях, хотя оба из проектов Kashima Port расположены довольно близко к берегу, на мелководье, и установки, вероятно, будут построены на стандартных монофундаментных основаниях.

Ключевой особенностью установки является отдельный торсионный вал, связывающий ступицу с коробкой передач. Для модели HTW5.2-127  удельная мощность воздушного потока составляет 410 Вт/м2, а для более высокого варианта HTW5.2-136 – 358 Вт/м2.

9 место: H151-5.0MW компании CSIC Haizhuang

Номинальная мощность 5 МВт

Диаметр ротора 151 м

Трансмиссия Высокоскоростная с редуктором

Модель, которая вряд ли окажется на каком-либо рынке, кроме родного китайского, на данный момент представлена по меньшей мере 20 образцами, работающими в одном ряду с 4-мегаваттными установками Sewind на морской ВЭС Huaneng Rudong (300 МВт), расположенной в 14 км от берега в восточной провинции Цзянсу.

ВЭС была полностью введена в эксплуатацию в октябре 2017 г. Привычный дизайн с тремя лопастями, высокоскоростная силовая передача с редуктором, наветренное расположение относительно мачты, отличительный 151-метровый ротор – особенности, которые отражают ориентированность турбины на работу в условиях низкой и средней скорости ветра.

Удельная мощность воздушного потока составляет 279 Вт/м2, что является чрезвычайно низким показателем для морской ветроэнергетической установки таких размеров. 73-метровые лопасти выпускаются и закупаются  у LM Wind Power, в то время как коробка передач – собственное производство компании.

Как полагают, в компании также ведутся работы по созданию родственной модели со 127-метровым ротором для работы на площадках с высокими скоростями ветра, но пока что детали неизвестны.

10 место: AD 5-135 компании Adwen

Номинальная мощность 5 МВт

Диаметр ротора 135 м

Трансмиссия Низкоскоростная с редуктором

Генератор модели AD 5-135 компании Adwen оказался в самом низу данного списка by the finest of margins во многом ввиду того, что был недавно (октябрь 2017 г.) введён в эксплуатацию на немецкой ВЭС Wikinger (350 МВт) испанской мультинациональной энергокомпанией Iberdrola.

Линейка генераторов, разумеется, должна была быть продолжена образцом мощностью 8 МВт, но поглощение Adwen конгломератом Siemens-Gamesa вылилось в то, что турбина не вышла из стадии прототипа (см. по ссылке).

Машинострительно-консультационная фирма Aerodyn (член РАВИ) из Германии занималась оригинальной разработкой, а также инновационной технологией гибридной силовой передачи. Первый опытный образец был установлен в 2004 г.; коммерческое использование началось в 2007 г., когда французское энергопредпрятие Areva приобрело контрольный пакет акций немецкого разработчика и производителя ветрогенераторов Multibrid.

Немногим меньше 200 моделей, оснащённых 116-метровыми роторами, на данный момент действуют в прибрежных водах по всей Европе. Под новым названием – Adwen – и глубоко модернизированные образцы с диаметром ротора в 135 м в количестве 70 штук теперь располагаются на ВЭС Wikinger, расположенной в Балтийском море.

«Мертворождённые»: прототипы морских ветроэнергогенераторов, так и не запущенные в серийное производство

Ветротурбина AD 8-180 компании Adwen – последняя в линейке крупных морских ветрогенераторов с оставшимися в прошлом мечтами о «светлом будущем». На момент первоначального выпуска в 2016 г. мощность в объёме 8 МВт, широкие возможности для дальнейшего переоборудования в сочетании с господствующим в своём классе 180-метровым ротором виделись исключительно привлекательными особенностями данной модели.

Но она стала жертвой консолидации рынка: Adwen стала подразделением Siemens Gamesa Renewable Energy, у которой были планы по развитию и продвижению собственной 8-мегаваттной разработки. Единственный опытный образец был установлен в прошлом году на ВЭС немецкого порта Бремерхафен (Bremerhaven).

7-мегаваттную установку Sea Angel от компании Mitsubishi постигла подобная участь: крест на ней был поставлен после успешного оформления совместного предприятия компаний Mitsubishi Heavy Industries и Vestas. Было построено два прототипа: один для тестовой наземной площадки Hunterston (Великобритания), ныне выведенной из эксплуатации; второй расположен в Японии на плавучей платформе на ВЭС Fukushima.

Но ни у турбины, ни у её новаторской системы гидропривода, скорее всего, производственного будущего не существует.

Южнокорейская фирма Samsung до ухода из ветроэнергетического сектора выпустила один образец морской ветроустановки мощностью 7 МВт. Опытный образец был продан в 2015 г. английскому научно-исследовательскому и опытно-конструкторскому предприятию ORE Catapult, и на данный момент действует в рамках высокотехнологичного демонстрационно-исследовательского проекта после своей установки на наземной ВЭС Levenmouth в Шотландии. Данные, собранные с использованием этого ветрогенератора, в ORE Catapult используют для создания «виртуальной ветроэлектростанции».

Источник WindPower Monthly


Подпишитесь на нашу рассылку.
Или только на еженедельный дайджест рассылки.
на наш канал в Telegram.
Share Button