Ветровые электростанции
Созданные ветряные электростанции в качестве источника энергии используют силу ветра. В результате обеспечивается выработка дешевой электроэнергии. Применение таких конструкций имеет высокую эффективность, поскольку перемещение воздушных масс идет постоянно, и этот источник энергии является возобновляемым. С течением времени использование ветровых генераторов становится все популярнее, что влечет за собой развитие данного направления. Выражается это в появлении новых разновидностей ветровых агрегатов, используемых в промышленности и для частных нужд.
Основные характеристики и принцип работы
Работа ветряных электростанций характеризуется следующими показателями:
- Мощностью. Это основной параметр ветровой электростанции. Мощность установки зависит от способности генератора вырабатывать электроэнергию при стандартной скорости ветра равной величине 12 м/с.
- Номинальным напряжением. Данная величина, которая также вырабатывается генератором, может изменяться в широких пределах. Она бывает 220 В, 12 В и 24 В.
- Мощности турбины. Данная величина зависит от диаметра турбины,
- Производительностью. Этот параметр позволяет определить количество вырабатываемой ветроустановкой электроэнергии в год.
При выработке электроэнергии важной величиной является диаметр турбины, которая должна выдержать сильные порывы ветра. Ее расчет ведется с учетом особенностей региона, поскольку в каждой местности перемещение воздушных масс обладает разной силой. При этом за базовую величину берется максимальная сила ветра.
Производителями выпускается большое разнообразие ветроустановок. При этом принцип действия у них всех одинаковый. Заключается он в следующем:
- В верхней части установки располагаются лопасти, задача которых состоит в захвате перемещающихся воздушных масс.
- При соприкосновении ветра с лопастями последние приводятся во вращение, которое передается на ротор генератора.
- Как только генератор начинает вращаться, между магнитами статора тут же происходит формирование электромагнитного поля, с последующим появлением в обмотках статора переменного электрического тока. Его создание происходит на основе физического явления электромагнитной индукции.
- На следующем этапе происходит образование постоянного тока путем прохождения его сквозь выпрямитель.
- Затем он снова преобразуется в переменной ток, частота которого составляет 50-60 Гц. Достигается это путем прохождения его через инвертор. Выработанная энергия поступает в электрические сети.
Из-за разного рельефа местности часто ветряные электростанции устанавливаются на высоких мачтах, поскольку близко к земле потоки воздуха не отличаются стабильностью, а также их сила уменьшается. При этом на высоте они дуют равномерно, что обеспечивает оптимальную эксплуатацию установки.
Разновидности по конструкции
Существует несколько видов ветрогенераторов, которые разделяются по конструкции и месторасположению. Каждая из них отличается своей особенностью и применяется с учетом конкретных условий. При этом принцип действия у всех ветряных электростанций одинаковый, основанный на использовании силы ветра.
Горизонтальные
Особенностью данного типа ветрогенераторов является расположение оси вращения в горизонтальном направлении. Это сложные устройства, отличающиеся высокой эффективностью. Такой конструкции ветрогенераторы выпускаются нескольких видов:
- С фиксированным углом наклона лопастей. Такого типа ветровые электрогенераторы можно встретить чаще всего. Их особенностью являются лопасти, расположенных с наиболее эффективным углом наклона, что позволяет их использовать при любой силе и скорости ветра.
- С регулируемым углом наклона лопастей. В таких ветровых установках есть возможность изменять расположение наклона лопастей. Это увеличивает универсальность оборудования и дает возможность подстраиваться под любую ветровую нагрузку.
- Саблевидной формой лопастей. Такие лопасти имеют особую геометрию, специально приспособленную под высокую скорость ветра.
Горизонтальные ветровые электростанции нашли наиболее широкое применение среди других типов оборудования.
Вертикальные
Это ветровые устройства, ось вращения в которых установлена вертикально. В результате у них отсутствует зависимость от направления ветра. Такие изделия имеют упрощенную конструкцию, но обладают меньшей эффективностью. Вертикальные агрегаты выпускаются следующих видов:
- С ротором Савониуса. Геометрия лопастей выполнена в виде синусоиды, что способствует формированию подъемной силой при попадании на них воздушных масс.
- Ветровая электростанция Дарье. В состав конструкции входит ряд лопастей, которые устанавливаются вдоль вертикальной оси. Они также имеют особую изогнутую форму, которая обеспечивает создание подъемной силы.
- Ветрогенераторы Фена. Лопасти устанавливаются на цилиндрической турбине и приводят ее во вращения под воздействием силы ветра.
Вертикальные ветровые электростанции также находят широкое применение в местах, где ветер может часто менять направление.
Роторные и карусельные
В роторных устройствах используются специальные узлы для улавливания ветра с дальнейшим превращением его в энергию. Оборудование имеет усложненную конструкцию, но обладает большой эффективностью. Такие ветрогенераторы могут работать в плохих погодных условиях. При этом их монтаж не вызывает сложности. Рассматривая недостатки, можно выделить небольшую высоту башни, что увеличивает риск разрушения лопастей. Также аппараты издают повышенный шум.
Высокой надежностью обладает и карусельное оборудование, принцип работы которого заключается в следующем:
- Движущийся воздух попадает через патрубок во вращающийся барабан ветрогенератора.
- При вращении барабана за счет центробежной силы вся присутствующая в воздухе пыль отбрасывается к боковым стенкам, а затем попадает в пылесборник. В результате воздух очищается и не загрязняет оборудование
Роторные и карусельные ветровые электростанции относятся к наиболее качественному оборудованию. Оно выполнено в соответствии со всеми технологическими требованиями, а почему необходимо придерживаться разработанных норм, не отклоняясь от стандарта, вы можете узнать здесь.
Типы ветровых электростанций
Важным моментом является место установки ветровых электростанций. В зависимости от этого они разделяются на виды:
- Прибрежные. Устанавливаются на некотором расстоянии от берега моря или океана. Именно в этом месте регулярно дует бриз, способствующий стабильности работы установки. Его присутствие обеспечено разностью температур между морской водой и поверхностью суши. В результате формирование ветра происходит днем и ночью, поскольку перемещение воздушных масс постоянно чередуется с морского побережья в сторону водоема, а затем в обратном направлении.
- Наземные. Установка таких ветровых электростанций ведется на возвышенных участках земли. Желательно, чтобы высота территории превышала 50 м. Очень удобными местами являются холмы. Формирование нужной площадки ведется на протяжении 7-10 дней. Основная сложность заключается в выборе местности, поскольку необходимо обеспечить подъезд строительной техники, а это связано с наличием дорог. Кроме того, длительность процедуры монтажа ветрогенераторов увеличивается за счет необходимости согласования всей документации в различных организациях.
- Шельфовые. Такие ветрогенераторы располагаются в море на расстоянии от берега в районе 60 км. К достоинству установок относится их месторасположение, когда не занимается полезная территория земли. Также они не видны с берега и при работе показывают хорошую эффективность. Их строительство ведется в местах, где присутствует небольшая глубина. Это необходимо для закладки свайного фундамента на глубину 30 м. Также под землей прокладываются подводные кабеля. Строительство шельфовых электростанций обходятся намного дороже, чем их наземные варианты. Для изготовления используются качественные материалы, поскольку в соленой водной среде они быстро покрываются коррозией. При строительстве таких сооружений специально используются самоподъемные корабли.
- Парящие. Особенностью конструкции таких ветровых электростанций является их расположение над землей. С помощью специальной оболочки, наполненной гелием, ветрогенератор поднимается на высоту несколько сотен метров. Внутри агрегатов расположены турбины мощностью до 40 кВт. Оборудование имеет множество преимуществ, но применяется редко из-за сложности его изготовления и монтажа.
- Плавающие. Это ветровые генераторы, выполненные в виде платформы с башней. Устройство опускается под воду на десятки метров, а верхняя часть возвышается над морской гладью. Для стабилизации системы внутри водоема используется специальный балласт, сделанный из гравия или любых камней. Для удержания оборудования на месте применяются якоря.
- Горные. Такое оборудование представляет собой обычные ветровые генераторы, только установленные в горах. Они характеризуются большой эффективностью, поскольку в горной местности всегда присутствуют сильные ветры.
Каждый тип ветрогенератора обладает своими особенностями и применяется в той местности, где от него можно получить максимальную отдачу.
Правила выбора
При выборе ветрогенератора нужно учитывать множество параметров оборудования:
- Мощность. Для этого необходимо рассчитать, какое количество электроэнергии необходимо для обслуживания данной территории. К полученному результату следует обязательно прибавить запас на случай возможных потерь.
- Тип оборудования. Обычно вопрос стоит перед выбором горизонтального или вертикального аппарата. В первом случае производительность агрегата будет выше, но это произойдет только при нужном направлении движения воздушных масс. Вертикальный вариант имеет меньшую эффективность, но занимает небольшое пространство и не зависит от направления ветра.
- Размер ротора. Здесь все зависит от необходимой производительности оборудования. Большого размера ротор значительно эффективнее, но требует наличия значительного пространства. Чтобы сделать правильный выбор, необходимо предварительно провести расчеты.
- Материал лопастей. Такие изделия могут изготавливаться из пластика, стали или алюминия. Металлические лопасти обладают большей прочностью, но и выше по цене. Оптимальным вариантом является пластик. По своим характеристикам он прочный и долговечный.
- Инвертор. Это прибор, в задачу которого входит преобразование переменного тока с целью зарядки аккумуляторов. Устройство может быть в составе ветрогенератора или установлено отдельно.
- Производитель. Здесь нужно выбирать надежного хорошо известного поставщика. При покупке такого дорогостоящего оборудования обязательно следует проверять гарантию и возможность его ремонтирования в сервисных центрах.
- Стоимость оборудование. Это обстоятельство также играет не последнюю роль и во многом зависит от бюджета хозяина.
Кроме перечисленных факторов обязательно нужно заранее определиться с местом установки оборудования. Здесь следует ориентироваться на территорию, насколько стабильно дуют ветры, и меняют ли они свое направление движения. Для этого необходимо выбрать возвышенность, где сила перемещения воздушных масс будет максимальной. В том случае, когда ветры дуют слабо, требуется подбирать соответствующее оборудование с высоким КПД.
Использование силы ветра как альтернативного возобновления источника энергии относится к перспективному направлению. Установленные в ряд ветрогенераторы дают хороший результат, но при изготовлении оборудования следует обращать внимание на качество его производства и ответственность работников. Об этом можно почитать здесь.
Объемная опалубка: стремление к росту
Спрос на объемную опалубку в 2021 году продолжит расти, несмотря на удорожание ее основных конструктивных материалов. При этом все больше застройщиков будут предпочитать арендовать, а не покупать ее.
Объемная опалубка (опалубка перекрытий) активно задействуется в современном строительстве, в том числе при возведении многих сложных объектов. Она представляет собой металлическую конструкцию и незаменима при создании монолитных бетонных перекрытий до 20 метров (в усиленном варианте до 40 метров). Объемная опалубка надежно выдерживает серьезные нагрузки, при соблюдении всех правил относительно легко монтируется и демонтируется.
Эксперты выделяют три часто встречающиеся системы объемных опалубочных перекрытий: клиновая, рамная и чашечная. Основное их отличие — это несущая способность и конструктивная особенность соединения вертикальных элементов друг с другом. Выбор той или иной системы, отмечает генеральный директор ООО «КоммерцСтрой» Александр Синягин, зависит от конкретных задач и для каждого объекта согласовывается с проектировщиком и заказчиком. Все они при правильном техническом проектировании могут решить поставленные задачи. Разница будет лишь в цене, металлоемкости и удобстве эксплуатации.
Важно, чтобы подбором того или иного вида объемной опалубки занимался квалифицированный специалист, продолжает тему директор по продажам ООО «Ренталформ» Андрей Грачев. Именно он может произвести расчет нагрузок. К примеру, под монолитные балки используют опалубку рамного типа, под перекрытия можно ее комбинировать со стоечной системой перекрытий (в зависимости от высоты). «Мы предлагаем системы опалубки европейских производителей, которые выдерживают нагрузки до 20 тонн на башню. Особенность каждого проекта может увидеть инженер и предложить те или иные конструктивные решения», — добавил он.
Более 15 лет назад ГК «ПромСтройКонтракт» разработала и запатентовала собственную систему опалубки перекрытий, основанную на чашечной системе. За последующие годы система дорабатывалась и использовалась уже на нескольких тысяч объектах по всей России, СНГ и другим странам мира, сообщил директор по стратегическому развитию и маркетингу ГК «ПромСтройКонтракт» Рубен Чинарьян.
По его словам, преимущество объемных чашечных опалубок ПСК серии «ПСК-КАП» - это не только их очень высокая прочность и надёжность (этим могут похвастаться многие конкуренты), но очень простая сборка без лишних элементов, которые легко выронить или потерять. Всего четыре основных элемента собираются обычным молотком по принципу объемных кубов. В большинстве случаев система не требует диагональных связей, а производство огнестойких лестниц и настилов позволяет использовать систему на особо ответственных объектах. Именно поэтому её рекомендуют к использованию на АЭС центры-обучения строителей-атомщиков «СоюзАтомСтроя» в Москве и Нововоронеже.
Альтернативы нет
Игроки рынка считают, что в целом «ковидный» 2020 год прошел для них относительно безболезненно. Темпы строительства, благодаря принятым государственным мерам, значительно не упали, а значит, и спрос на опалубку сохранился. Также достаточно позитивно представители отрасли оценивают дальнейшие перспективы рынка, несмотря на вынужденное удорожание продукции из-за существенного роста цен на металл и фанеру.
«Спрос в 2020 году был нестабилен, как и всё в течение того неспокойного года, однако оказался выше наших ожиданий. В итоге нам неоднократно пришлось пересматривать план в сторону увеличения. В числе лидеров - объемные опалубки типа «ПСК-КАП» для монолитных перекрытий, которые широко применяются в целом ряде областей, а также системы ветрозащиты, которые активно используются на высотных объектах. В последнее время также последовательно растёт спрос на туннельную опалубку и системы перекрытий с откидной головкой»,- отмечает Рубен Чинарьян.
По словам Александра Синягина, 2020 год стал непростым для большинства отраслей, в том числе и для строительной. Некоторые объекты замораживались в связи с пандемией COVID-19 и связанными с ней ограничительными мерами. Строительные организации испытывали большие затруднения, так как стройка — это непрерывный процесс, в котором все работы связаны между собой, и их остановка чревата большими финансовыми издержками для всех его участников. «Но, несмотря на это, в 2020 году мы наблюдали явный запрос на опалубку высокого качества и надежности. Потребитель приходит к пониманию, что качественное оборудование служит дольше и существенно ускоряет процесс сдачи объекта, что дает ему существенное преимущество, как исполнителю, перед заказчиком. Надеемся, что в этом году, несмотря на значительное подорожание сырья, почти в два раза, спрос по-прежнему будет расти, так как альтернативы для данной продукции нет», — уверен глава компании «КоммерцСтрой».
Представитель Hünnebeck GmbH (Германия) в РФ Виталий Девятко также полагает, что востребованность опалубочных систем будет расти. «В целом я ожидаю в 2021 году продолжения роста рынка. Цены, к сожалению, тоже продолжат рост. В настоящее время компания Hünnebeck GmbH выводит на рынки Европы новые поколения популярных моделей своей опалубки. К сожалению, для российских строителей сейчас эти новшества слишком дороги из-за высокого курса евро к рублю. Но, надеемся, ситуация изменится к лучшему», — подчеркнул он.
Выгодная аренда
По мнению экспертов, из-за роста стоимости цен на опалубочное оборудование многие застройщики все активнее будут предпочитать арендовать, а не покупать его. Но советуют при этом не экономить на качестве продукции.
«Практически любые крупные объекты, срок использования оборудования на которых превышает 6–7 месяцев, экономически целесообразно обеспечивать собственным оборудованием. Соответственно, при сроках использования менее полугода предпочтительнее аренда. Это — главный, но, конечно, не единственный критерий выбора. Также предпочтительно не покупать, а брать в аренду специальные опалубки, которые не используются на большинстве типовых объектов (криволинейные, самоподъемные и прочие «нетиповые» типы опалубки). Если касаться именно объемной опалубки, к нетиповым я бы отнес и пролетные конструкции, которые зачастую лучше брать в аренду», — отмечает Виталий Девятко.
По мнению Андрея Грачева, аренда опалубки для нетиповых конструкций (высотные перекрытия, мостовые конструкции, объемные сооружения для монтажа того или иного оборудования) всегда предпочтительней покупки. Закупка данного оборудования всегда значительно стоит, а проект такого плана может быть для компании разовым. Аренда в данном случае позволит в короткие сроки получить необходимый результат. «В целом, —сообщил он, — если говорить про нашу компанию, мы наблюдаем растущий спрос на аренду опалубки. Все ее виды на данный момент востребованы, т. к. сейчас есть спрос и на жилищную недвижимость, и на промышленные объекты. Наш отдел закупок всегда работает над увеличением парка опалубки».
Для удобства конечных клиентов критически важен и размер арендного парка, добавляет Рубен Чинарьян. В частности, аренда опалубки от ГК ПСК - это не просто возможность взять щиты, замки, балки и другие комплектующие напрокат напрямую от завода-производителя, но и гарантия быстрой доставки без ожидания. «На нашем складе в Москве готовы к сдаче в аренду 37 тыс. м2 систем перекрытий (стоечных, чашечных) и 30 тыс. м2 стеновой опалубки (крупно- и мелкощитовой). Мы предлагаем бесплатный оперативный расчет опалубки, месяц аренды бесплатно, гибкий переход от аренды к последующему выкупу. Скорость поставки на объект гарантируется 28 складами ПСК на всей территории РФ и стран СНГ», - подчеркнул представитель компании.
Мнение:
Андрей Грачев, директор по продажам ООО «Ренталформ»
Конечно, 2020 год для всей строительной отрасли оказался непростым, и дело здесь не только в пандемии. Снижение покупательской способности населения, постоянный рост цен на сырье, перенос старта многих проектов и пр. в очередной раз повлияли на индустрию в целом. В середине 2020-го спрос на аренду строительного оборудования начал расти и к концу года пришел в норму. Благодаря этому оборот нашей компании в прошлом году вырос в сравнении с 2019-м на 15%. Несмотря на увеличение цен на материалы и комплектующие, мы оставили тарифы на аренду оборудования на прежнем уровне. В 2021 году также ожидается рост рынка жилищного строительства, многие промышленные объекты начинаются в этом году, т. к. перенеслись с 2020 года. В связи с этим мы прогнозируем увеличение выручки на 15–20%.
Рынок бетона по стандартам
О проблемах стандартизации производства бетона, нехватки кадров и несогласованности действий участников рынка состоялся разговор на семинаре «Технологии производства бетонов – вопросы и ответы». Это первое мероприятие после снятия пандемийных ограничений, которое провела компания «Полипласт Северо-запад».
С приветственным словом выступил Сергей Соболев, первый заместитель главы администрации Кингисеппского района Ленобласти. Он подчеркнул важную роль компании «Полиспласт» в жизни района и пожелал успеха мероприятию.
И оно, действительно, прошло успешно.
Нормотворчество
Вряд ли найдется много отраслей, в которых производство настолько зарегулировано. Как рассказал Дмитрий Кузеванов, директор НИИЖБ им. Гвоздева, посвятивший свое выступление ГОСТам, сейчас действуют 366 СП, в том числе 27 – по бетону, плюс 160 документов по железобетону. Хотя объявлена кампания «регуляторной гильотины», в 2019 году обновлено около 40 ГОСТов, в 2020-м – 45 документов. «Информация доступна, но не все успевают отслеживать», - прокомментировал Кузеванов.
Документация и методы испытаний нуждаются в обновлении – сегодня, по словам Кузеванова, появились новые вызовы – высотные здания, агрессивная среда.
Его поддержал Дмитрий Пожаров, директор ассоциации «Союз производителей бетона» (Москва), который подчеркнул: любые изменения означают дополнительные затраты. Он привел в пример одного из крупных производителей, который сделал соответствующие расчеты. Как выяснилось, перемены обойдутся в 100 млн рублей в год.
Меньше воды – крепче бетон
Все доклады вызвали живой интерес участников семинара, выступавшим пришлось отвечать на множество вопросов – не только в ходе выступлений, но и в кулуарах.
Ольга Рудавская, руководитель испытательной лаборатории ООО «КВС-Юг», говорила о проблемах застройщиков при входном контроле бетонной смеси на стройплощадку, в том числе о недовозах, в результате которых строители вынуждены делать холодные швы, а бригады – периодически простаивать.
Алексей Лейкин, к.т.н., руководитель испытательного центра «Прочность», привел множество характерных и не очень причин, по которым в монолитных и железобетонных конструкциях возникают трещины. Далеко не всегда виноваты производители бетона, зачастую вина лежит на строителях.
Анна Миронова, член экспертного совета «Союз производителей бетона», ознакомила участников с методикой подбора состава минеральных добавок, сообразуясь с ГОСТами.
Сергей Неродный, коммерческий директор «ЛСР. Базовые материалы — Северо-Запад», рассказал о ситуации на рынке песка и щебня. В том числе о перспективах рынка: «Рынок песка в дальнейшем ждет ужесточение требований по арендной плате, по налогам. Минерально-сырьевая база в Петербурге и окрестностях сокращается. Это означает, что логистика, которая уже обходится дороже добычи, будет расти».
За кадры все решено
По поводу нехватки кадров специалисты много говорили, но ничего не делали, заявил в докладе, посвященном ситуации на рынке бетона, Левон Давидянц, президент ассоциации «Бетон и железобетон Северо-Запад». В СПбГАСУ закрыта кафедра по производству железобетона. Новых специалистов нет. Почти никто не занимается подготовкой рабочих, среднего персонала.
Кузеванов согласен: «Кадровая проблема актуальная. Технологи нужны очень грамотные, иначе скоро мы столкнемся с проблемами при приемке продукции».
Выступавших поддержала Лидия Татчина, преподаватель Академии управления городской средой, градостроительства и печати. По ее словам, профильные вузы Москвы и Петербурга уже закрыли отделения, которые готовили технологов производств, теперь два года как нет набора на основную специальность и в академии. Т.е., технологов больше нигде не готовят.
Продвижение «Полипласт»
Тем временем работающие на рынке бетона компании не теряют бодрости. Как рассказал Игорь Коваль, зам. директора по науке компании «Полипласт Северо-запад», компания поставляет большую долю продукции на экспорт – до 85%. По его словам, сейчас «Полипласт» занимает до 10% мирового рынка, по отдельным продуктам – до 20%. У предприятия есть партнеры примерно в семи десятках стран, и она продолжает продвигать продуктовую линейку и на мировом рынке, и внутри страны. В том числе организуя семинары для партнеров.
Светлана Турутова, директор по сбыту и маркетингу ООО «Полипласт Северо-запад», подытожила: «Очень рада, что после почти годичного перерыва удалось, наконец, собраться всем вместе. Приятно, что у наших партнеров такой большой интерес к мероприятию, что присутствуют наши партнеры из Москвы, из петербургской ассоциации «Бетон и железобетон Северо-Запад». Надеемся, что всем у нас понравилось».
Это было полезно, было интересно. Рассчитываем на продолжение – традиция не должна остановиться, мы останемся площадкой для сотрудничества.