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.
Положительный настрой. Развитие рынка стройматериалов
Производство и потребление многих отечественных строительных материалов продолжает расти. Российские продукты все активнее вытесняют с рынка иностранные аналоги и совершенствуют свои качественные характеристики.
По данным Росстата, по итогам 2019 года индекс промышленного производства в стране составил 102,4%, в сравнении с 2018-м. При этом данные по выпуску строительных материалов показали разнонаправленную динамику. В частности, за минувший год производство товарного бетона, согласно статистическим данным, выросло на 12%, ЖБИ – на 5,5%, фасадных керамических изделий – на 10,3% и т. д. При этом выпуск керамики для внутренней облицовки помещений снизился на 11,7%. Также в минус ушло производство шифера (–11%), силикатного кирпича (–2,7%) и т. д.
О разнонаправленной динамике производства и потребления стройматериалов говорят и игроки строительной отрасли. По словам генерального директора корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ Владимира Маркова, в целом для рынка гидроизоляции в России был характерен рост доли продукции современного типа. В частности, сегмент битумно-полимерных материалов демонстрировал устойчивый рост – на 4,5% к 2018 году. При этом продолжилось падение спроса на рубероид (–15%).
Рынок теплоизоляционных материалов в 2019 году показал снижение на 1%. Но некоторые сегменты этого направления показали рост. Так, XPS (вспененный пенополистирол) вырос за счет замещения EPS (экструдированный пенополистирол), утеплитель PIR – за счет увеличения доли на на объектах с плоскими кровлями.
По оценке экспертов, по итогам 2019 года рынок сухих строительных смесей в целом будет в плюсе. Однако, как считает заместитель генерального директора по развитию ООО «Корпорация «КРЕПС» Мария Зборовская, в 2020 году этот продукт покажет прирост продаж не более 3-4%. «Это связано в большей степени со стагнацией рынка жилой и коммерческой недвижимости. По экспертным оценкам, только в 2021 – начале 2022 года будет четкое понимание по вопросам перехода на проектное финансирование. Также важным фактором является всеобщее снижение рентабельности девелоперских проектов. Как показал конец 2019 года, много мелких застройщиков признало себя банкротами и ушло с рынка», – отмечает она.
Результаты импортозамещения
В 2019 году сохранился и усилился тренд последних лет на вытеснение с рынка продукции зарубежного производства, замену ее отечественными аналогами. При этом иностранные игроки, не желающие покидать Россию, продолжали работу по локализации работы дочерних предприятий.
«Если говорить об общестроительных материалах, то можно уверенно утверждать, что доля импорта крайне мала. Первый скачок в сторону уменьшения в данном сегменте произошел еще в 1998 году, когда была первая девальвация рубля. До этого времени доля западных материалов была очень велика, однако после кризиса 1998 года она снизилась примерно до 10%. Импорт остался лишь в некоторых консервативных областях. Волна кризиса 2008 года и нынешняя ситуация свели к минимуму присутствие иностранных материалов на российском рынке. Если говорить о сохранившемся импорте в строительстве, то это прежде всего отделочные материалы: плитка, обои, некоторые виды красок. Чаще всего западные товары представлены в дорогом, так называемом элитном сегменте. Важно понимать, что импорт зарубежной продукции в Россию сейчас просто экономически не оправдан. С учетом логистических расходов они становятся супердорогими», – подчеркивает Владимир Марков.
Расширение ассортимента отечественных строительных материалов отмечают и ритэйлеры. Директор по сорсингу «Леруа Мерлен» Руслан Хакало сообщил, что на данный момент торговая сеть сотрудничает более чем с 1600 поставщиками – и доля российских, включая дистрибьюторские компании, составляет 77%, увеличившись за последние три года на 6%. «В ближайшие годы мы планируем довести долю отечественных компаний до уровня не менее 80%. Число локальных поставщиков должно превысить 300. Долю российских товаров рассчитываем увеличить до 70%», – отметил он.
Выбирая качество
Еще один тренд – улучшение качественных характеристик многих отечественных стройматериалов. Это связано со внедрением в ряде сегментов новых норм и стандартов. В частности, по мнению Марии Зборовской, большое влияние на рост качества сухих строительных смесей оказало событие 2018 года – введение обязательного декларирования соответствия продукции ГОСТам. В результате некоторые производители отказались от продаж некачественного продукта.
Кроме того, многие предприятия, выпускающие стройматериалы, за последние два-три года провели модернизацию. Это также положительно отразилось на качестве продукции. Правда, очень часто из-за экономии средств как застройщики, так и физлица используют в строительстве самые бюджетные варианты.
В настоящее время многие российские продукты, как рассказывает Владимир Марков, уже соответствуют мировым требованиям. Ярким подтверждением этому служит экспорт отечественных стройматериалов не только в страны СНГ, но и в Европу, Азию. В целом же развитие всегда подразумевает обмен опытом. А это значит, что российские компании могут учиться у мировых лидеров производства, совершенствовать технологии и сами материалы.
Сейчас отечественная продукция, как добавляет Руслан Хакало, хорошо представлена в сегментах общестроительных материалов, столярных изделий, керамической плитки, лакокрасочной продукции, мебели, продукции из дерева, сантехники, товаров для сада. «По уровню качества сейчас российские производители не уступают китайским и европейским. Причем, если возникают замечания, компании РФ готовы вносить изменения и дорабатывать продукцию, с тем чтобы повысить уровень качества. Однако хотелось бы большей гибкости, какую, например, демонстрируют китайские производители. Они готовы на одном предприятии выпускать продукцию разного качества и с разными свойствами, в зависимости от требований клиентов. Это позволяет им изготавливать товары для самого широкого круга покупателей», – резюмирует специалист.
Мнение
Владимир Марков, генеральный директор корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ:
– Повышение качества – это беспрерывный процесс. Мир меняется, вместе с ним меняются, в частности, и строительные материалы. Производство постоянно изучает потребности потребителей, так на рынке появляются новые технологии и решения – более удобные в монтаже, с большим сроком службы. Яркий пример – самоклеящиеся материалы для гидроизоляции. Они отлично справляются с функцией защиты от влаги, но при этом с их монтажом может справиться абсолютно любой человек. Ведь чтобы снять защитную пленку с самоклеящегося слоя и приклеить полотно к поверхности, специальные навыки не нужны. Долговечность становится приоритетом. Преждевременные ремонты и реконструкции никому не нужны.
Александр Кисилёв, заместитель главного инженера АО «ПО «Баррикада»:
– Наше предприятие полностью ушло от применения агрегатно-поточной технологии в сторону более экономичных и совершенных – конвейерных и стендовых, позволяющих максимально повысить эффективность производства. Результатом проведенной к настоящему времени модернизации стало увеличение выпуска готовых изделий с единицы площади в два раза, сопровождающееся сокращением общезаводских расходов. Применение таких материалов, как современные химические добавки в бетон, новые классы арматурных сталей, в сочетании с новым оборудованием, – обеспечивает положительный экономический эффект, а также повышает технологичность производственного процесса. Это в конечном итоге положительно сказывается на качестве готового продукта и позволяет предприятию не только уверенно чувствовать себя на высококонкурентном рынке строительных материалов, но и соответствовать высокому статусу предприятия, допущенного к поставке своей продукции в Вооруженные силы России.
В фазе роста. Итоги года в сфере производства цемента, бетона и ЖБИ
Производители цемента, бетона и ЖБИ заканчивают 2019 год в плюсе. Однако с неуверенностью смотрят в будущее из-за общей неопределенной экономической ситуации в стране и в строительной отрасли.
По данным объединения производителей цемента «Союзцемент», по итогам десяти месяцев 2019 года выпуск материала увеличился на 8,3% в сравнении с аналогичным периодом 2018-го и составил 50,7 млн т. Его потребление показало схожие результаты, поднявшись на 8,2% до 50,8 млн т.
Согласно исследованию, СЗФО стал единственным федеральным округом, продемонстрировавшим за этот период отрицательную динамику. Снижение производства цемента составило 3% и составило 2,7 млн т. Этот результат эксперты связывают с коррекцией после скачка производства по итогам прошлого года. СЗФО был лидером в выпуске цемента (+10,6%). Все остальные округа, кроме ДФО и ЮФО, демонстрировали в 2018 году снижение объемов выпуска.
Ожидается, что по итогам ноября и декабря этого года СЗФО преодолеет нулевой показатель и покажет рост на уровне 1–2%. В целом, полагают игроки рынка, по итогам 2019 года российская цементная отрасль впервые за пять лет будет в плюсе. Рост производства и потребления продукта составит 8% и достигнет 58 млн т.
Девелоперская активность
По итогам десяти месяцев положительную динамику показали и производители бетона и ЖБИ. По данным аналитиков СМ ПРО, выпуск бетона за данный период увеличился на 13,1% и достиг 27,7 млн куб. м. Производство ЖБИ выросло на 5,4%, до 14,7 млн куб. м.
Эксперты связывают увеличение производства и потребления цемента, бетона и ЖБИ с реформированием механизма финансирования жилищного строительства. Девелоперы активизировали в первом полугодии работы на своих объектах, чтобы достигнуть готовности на уровне 30% и тем самым обеспечить возможность привлечения денежных средств дольщиков по старой схеме.
Следующий год, полагают аналитики и игроки рынка, может быть более сложным. Переход на проектное финансирование, по оценке многих специалистов, грозит существенным замедлением темпов строительства. Также на отрасли негативно может отразиться общая неопределенная экономическая ситуация в стране.
В среднесрочной перспективе положительными факторами для производства цемента, бетона и ЖБИ должны стать выполнение национального проекта «Жилье и городская среда», а также реализация проектов реновации жилищного фонда, комплексного развития территории и увеличение объемов строительства дорог.
Константин Архипов, начальник отдела продаж Торгового Дома «АльфаЦем» говорит, что, несмотря на положительные показатели, в целом уходящий 2019 год был непростым для отрасли ЖБИ. Влияние оказывали падение платежеспособности покупателей, постоянное изменение нормативов, внедрение схемы эскроу-счетов. Также многие производства, не вписавшись в новые реалии, обанкротились. При резко наступивших изменениях стало невозможно обслуживать ранее взятые кредиты.
Тем не менее, для самой ГК «АльфаЦем» год был удачным. «Прирост выручки по железобетонным изделиям составил 50%. Это произошло прежде всего за счет поставок ЖБИ на инфраструктурные объекты промышленного сектора, оптимизации внутренних процессов, увеличения количества и номенклатуры выпускаемых изделий и, конечно, за счет ухода других игроков рынка ЖБИ. Мы стали более гибкими – и сейчас быстрее реагируем на запросы рынка», – отметил Константин Архипов.
Нормативная оптимизация
По словам специалистов, в этом году, как и ранее, зарегулированность старыми нормативами продолжала тормозить развитие цементной и бетонной отрасли. Некоторые из стандартов находятся в противоречии с другими необходимыми к исполнению требованиями. Это затрудняет работу игроков рынка.
В настоящее время, по словам Константина Архипова, избыточное количество отраслевых норм зашкаливает. Это и нормативы СССР, РФ, Таможенного Союза и т. д. Созрела необходимость упразднить те стандарты, которые уже утратили свое значение или имеют более современные аналоги, навести порядок в сфере сертификации продукции.
С этим согласен и руководитель НТЦ ООО «Полипласт Северо-Запад» Игорь Коваль. В частности, он считает, что в области добавок и бетонов очень много вопросов накопилось к критериям в ГОСТ 2421 и методам проверки в ГОСТ 30459, к неопределенному статусу еще действующих федеральных норм по расходу цементов от 1998 года. Также есть «хронические недостатки» положений ГОСТ 18105, который весьма громоздок, сложен в использовании, и отдельных разделов ГОСТ 26633, которые уже не поспевают за техническим прогрессом, и т. д.
«При этом требуемые базовые взаимосвязи ряда важных ГОСТ по изготовлению бетонов и строительных Сводов правил (СП) выглядят слабыми и порой противоречивыми, а иногда и не имеют четкого научно-инженерного обоснования. Например, новый ГОСТ на коррозионную стойкость бетона, где относительно базового СП 28.13.330-2012 просто сильно захотелось снизить классы бетона, обеспечивающие параметры долговечности. Все это уменьшает ценность нормативов в глазах потребителей и пользователей документации. Накопилось также много вопросов по цементным ГОСТ. В частности, о том, где и когда будет введено ограничение по максимальной допустимой температуре отгружаемого потребителям цемента и т. д. Сейчас в этом направлении наблюдается откровенный хаос: так, можно отгружать цемент с температурой 50 или 80, или 90 градусов. Так что работы по регулированию и коррекции стандартов более чем много», – резюмирует Игорь Коваль.
Мнение
Константин Архипов, начальник отдела продаж Торгового Дома «АльфаЦем»:
– В 2020 год мы смотрим без лишнего оптимизма. Надеемся на более четкие механизмы работы с застройщиками. Также крайне необходима стабильность ситуации во всей строительной отрасли. Это поможет росту рынка. При этом, если будут опять происходить какие-то излишне кардинальные изменения в строительной сфере, ни к чему хорошему это не приведет – и нас ожидает очередное укрупнение бизнеса.