Немецкая компания GICON завершила один из наиболее заметных проектов в области механической инженерии в секторе ветроэнергетики за последние годы, установив в районе Шипкау экспериментальную модель, высота оси вращения которой достигла 300 метров, а верхняя точка лопасти приблизилась к отметке 365 метров. Проект основан на стальной решетчатой структуре (Lattice structure) и внутренней телескопической башне, которая позволяет поднимать и фиксировать ветрогенератор без необходимости использования громоздких и нестандартных кранов для достижения этой рекордной высоты. Цель заключается в использовании более высоких и стабильных скоростей ветра в верхних слоях атмосферы.
Конкуренция с гибридными башнями и изменение коммерческого уравнения
Параллельно с инновацией компании GICON технологии традиционных ветряных башен продемонстрировали заметный скачок в высоте. Недавно компания Max Bögl завершила строительство ветрогенератора Vestas V172-7.2 MW мощностью 7,2 МВт на гибридной башне, предназначенной для серийного коммерческого производства, с высотой оси 199 метров. Это развитие меняет инвестиционную привлекательность: если ранее в прежних сравнениях башня высотой 300 метров противопоставлялась башням высотой всего 100 или 150 метров, то сегодня разработчики могут выбирать решения, приближающиеся к 200 метрам, с использованием коммерчески проверенных методов строительства.
Разница в производительности и выработке энергии
Основываясь на аналитической модели, которая сравнивает две виртуальные ветряные электростанции, использующие одинаковые турбины мощностью 7,2 МВт с одинаковым диаметром ротора и количеством установок, причем единственным изменением является высота оси между 199 метрами и 300 метрами, результаты показали, что:
- Башня высотой 300 метров обеспечивает увеличение годового производства электроэнергии на 11,4% по сравнению с ее аналогом высотой 199 метров.
- Объем прироста связан с характером вертикального профиля ветра и изменением его скорости в зависимости от рельефа местности и высоты, при этом измерения на площадке в Шипкау указывают на возможность достижения еще более высоких показателей в некоторых географических точках.
- Дополнительные эксплуатационные преимущества зависят от использования того же генерирующего оборудования без необходимости применения генераторов большего размера.
Проблемы строительства и испытания на целесообразность
Хотя телескопическая система подъема в конструкции GICON решает сложные логистические проблемы, связанные с транспортировкой компонентов сверхвысоких башен и арендой сверхмощных кранов, сборка гигантской решетчатой структуры требует удвоенных операционных усилий на строительной площадке. Так, для работы с прототипом потребовалось задействовать тысячи механических деталей и провести интенсивные монтажные работы на большой высоте, а также приостановить работу на период проведения тщательных проверок качества используемой стали.
Важность временных рамок и будущие перспективы
Значение этих сложностей заключается в графике реализации; ветрогенераторы начинают приносить доход сразу после подключения к сети и ввода в эксплуатацию, в то время как затраты на строительство и рабочую силу приходятся на ранние этапы. Исходя из этого, коммерческая жизнеспособность 300-метровых башен полностью зависит от снижения затрат и возможности повторять процесс строительства в предсказуемом рекордном темпе. Эти башни останутся перспективным решением, особенно для площадок, сталкивающихся с экологическими ограничениями или трудностями при получении разрешений на новые земельные участки, и позволят разработчикам максимально эффективно использовать существующую инфраструктуру и доступные точки подключения к электросети.