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.
Спецтехника в тренде
По словам экспертов, несмотря на нестабильную ситуацию в строительном секторе, рынок отраслевой спецтехники продолжает расти. Все более востребованными становятся новые технологичные транспортные средства и оборудование.
По данным Ассоциации европейского бизнеса, рынок строительной спецтехники в России в первом полугодии 2019 года вырос на 11% по сравнению с аналогичным периодом прошлого года. Было реализовано 5,7 тыс. ед. российского, импортного и локализированного на отечественных предприятиях специализированного транспорта и оборудования. Правда, в первом полугодии 2018-го в сравнении с 2017-м объемы продаж выросли на 36%.
Оптимизм сохранился
По словам самих игроков рынка, спецтехника остается в тренде, и в дальнейшем снижения продаж не будет, а по отдельным сегментам они в ближайшее время даже подрастут. Генеральный директор ООО «Либхерр-Русланд» Николай фон Зеела отметил, что в сегменте строительной техники Liebherr в России сейчас востребованы башенные и мобильные краны, бульдозеры, экскаваторы, колесные погрузчики, бетоносмесительная техника, а также оборудование для фундаментных работ. В частности, за первое полугодие 2019 года относительно того же периода 2018-го рост продаж башенных кранов составил 16%, мобильных – 31%.
Аслан Умаров, руководитель направления аренды «Ферронордик Машины» (официального дилера Volvo Construction Equipment), считает, что спрос на гусеничные экскаваторы и асфальтоукладочные машины сейчас растет, в том числе благодаря реализации федеральной программы развития дорожной сети.
Менеджер по продажам строительной и индустриальной техники ООО «МАНИТУ ВОСТОК» Евгений Прокопенко сообщил, что из линейки машин Manitou сейчас наиболее востребованными у строителей являются подъемные платформы. «Данный вид техники относительно новый для российского строительного рынка, но очень быстро набирает популярность. Подъемники незаменимы при выполнении работ на высоте. Их можно увидеть при строительстве различных объектов, таких как торговые центры, аэропорты, мосты и прочее. Могут использоваться более 30 подъемных платформ, операторы которых будут осуществлять отделку фасадов, прокладку электрокабелей, монтаж вентиляции, освещения и т. д», – добавил он.
Рынок строительной спецтехники помимо классических общеизвестных экскаваторов и бульдозеров включает также и мобильные осветительные мачты, которые используют, когда необходимо строить в темное время суток, напомнила генеральный директор ООО «Аргус-М» Екатерина Степанова. «Эта техника решает как вопрос безопасности персонала, так и вопрос эффективности проведения работ. Мы серийно производим, продаем и сдаем в аренду данный вид спецтехники, и рост нашего бизнеса был обусловлен в том числе взятым курсом на импортозамещение», – подчеркнула она.
Обновление 2.0
Эксперты считают, что продажи спецтехники не должны снижаться, так как многие строительные и дорожные компании в настоящее время взяли курс на обновление своего парка. Причем многим из них теперь нужны не типовые транспортные средства или оборудование, а более современные и технологичные. Их улучшенные характеристики могут ускорить и удешевить реализацию проекта.
Директор по развитию JCB Russia Сергей Харитонов отметил, что в этом году запущен абсолютно новый продукт для нашего рынка – JCB Hydradig. «Это разновидность полноповоротного колесного экскаватора. Принципиальным отличием его от классического является конструкция с двигателем, встроенным в раму машины, и отсутствие противовеса в поворотной башне. За счет этого достигается самая высокая в классе скорость передвижения по дорогам – 40 км/ч – и лучшая в классе круговая обзорность из кабины оператора», – сообщил он.
По словам Аслана Умарова, большее развитие получает создание электрифицированных машин на гибридной или полностью электрической тяге. «Мы уже объявили об отказе от дальнейших разработок компактных экскаваторов и погрузчиков, оснащенных дизельными двигателями. Весной этого года мы представили на крупнейшей в мире выставке Bauma в Мюнхене новые машины с электроприводом: экскаватор ECR25 и колесный погрузчик L25. Поставки серийных машин начнутся в июне 2020 года», – сообщил специалист.
Николай фон Зеела рассказал, что на Bauma среди других новинок Liebherr внимание посетителей привлек и самый мощный в своем сегменте гусеничный кран LR 1800-1.0 базовой шириной 3 м с системой VarioTray для быстрого демонтажа части противовеса и новой направляющей рамой. Также на выставке была презентована программа обмена данными INTUSI, позволяющая подключать землеройную и перевалочную технику к сети и совмещать операционную систему с искусственным интеллектом.
Взять в аренду
Игроки рынка также отмечают: несмотря на стагнацию строительного рынка, спрос на аренду спецтехники также сохраняется. Правда, данный сегмент бизнеса за последние несколько лет потерял ряд компаний.
Менеджер по аренде АК «Сокол» Юрий Выборнов сообщил, что для рынка аренды характерны сезонные колебания. В летний период востребованность техники высока, а конкуренция минимальна. В зимний период происходит снижение объемов строительства, спрос на аренду падает, а конкуренция возрастает. «Разумеется, также многое зависит от экономической ситуации в стране. В кризис рынок аренды растет, а в благоприятное время компании предпочитают приобретать технику в собственность. Особенностью последнего кризиса стал передел рынка. Многие арендные компании обанкротились, и на их место пришли другие. В итоге остались самые крупные игроки, у которых большой парк собственной техники. В целом же, даже на сегодняшний день при стабилизации курса многие компании берут технику в кредит, в лизинг и таким образом расширяют свой парк», – резюмирует он.
Мнение
Виктор Казаков, член правления РСПП, генеральный директор ГК «КрашМаш»:
– Мы крайне ответственно выбираем технику и оборудование, которые становятся частью нашего уникального специализированного парка. На крупнейших мировых выставках заказываем топовые инновационные модели, которые способны обеспечить безопасность сотрудников, высокую эффективность работ и минимизировать негативное воздействие на людей и окружающую среду. Как сказал Стюард Бранд: «Когда на нас надвигается новая технология, тот, кто не стал частью парового катка, становится частью мостовой». Именно поэтому сейчас можно перечислить весь наш парк, и каждая его модель будет по-своему уникальной. Например, этим летом мы первыми ввезли в Россию партию из 10 гидроножниц Arden Jet с интегрированной системой пылеподавления. Закупили высокопроизводительные мобильные комплексы Kleemann с пониженным уровнем шума и выброса пыли. Они способны быстро перерабатывать и сортировать строительные отходы во вторичный продукт для его дальнейшего использования, согласно стандартам «умного сноса». Наш Caterpillar 390DLME, самый большой в России экскаватор-разрушитель с собственной системой пылеподавления, давно стал легендой и был задействован на самых знаковых объектах страны. А телескопический высотный самоходный подъемник Teupen LEO 50 GTX способен поднять оборудование весом 400 кг на высоту 50 метров. Он постоянно задействован при сносе особо сложных высотных зданий. При этом наш парк высокомобильный: он оснащен мощными тралами, такими как модульный Faymonville грузоподъемностью 150 т, для безопасной перевозки тяжелой техники в разные регионы страны.
На взлетной полосе
Аэродромные железобетонные плиты все чаще применяются при строительстве сверхпрочных дорог и площадок для тяжелой спецтехники.
С середины XX века советские заводы ЖБИ начали активно заниматься производством плит для аэродромов. Их номенклатурное название – плиты аэродромные гладкие (ПАГ) – сохранилось до наших времен. Массовый выпуск был обусловлен политической ситуацией. Государство нуждалось в большом количестве полевых военных аэродромов, которые должны иметь быстровозводимые взлетные полосы для приема тяжелой авиатехники. После распада СССР объемы производства ПАГ в России свелись к минимуму.
Однако сейчас выпуск этой продукции вновь начал расти, но в основном по вполне мирным причинам. Аэродромные плиты используют при строительстве и реконструкции взлетных полос гражданских аэропортов. Кроме того, их по достоинству оценили компании, возводящие сверхпрочные временные и постоянные автомобильные дороги, а также площадки для использования тяжелой строительной техники. К тому же такие плиты активнее стали использовать при строительстве морских портов, терминалов, крупных логистических комплексов.
Принять все
ПАГ должны соответствовать ГОСТ 25912.0-91 и ГОСТ 25912-2015. Они регулируют качество бетона и свойства плиты в целом. Сейчас выделяют три вида плит: ПАГ-14, ПАГ-18 и ПАГ-20. Отличаются они между собой показателем толщины (140, 180 и 200 мм). Все они рекомендованы для устройства постоянных и временных покрытий аэродромов, городских дорог и территорий с рабочей нагрузкой до 75 тонн на кв. м. При производстве этих изделий используется бетон марки B30 М400 с коэффициентом класса морозостойкости F200.
Как рассказали «Строительному Еженедельнику» в ООО «ЖБИ №1 Рыбацкое», главные преимущества ПАГ – прочность и долговечность. Принять они могут очень высокую нагрузку, в том числе моментальную. Кроме того, ПАГ имеют четкие пропорции по ширине и длине, а шероховатое покрытие создает хорошее сцепление колес с их поверхностью. Устанавливать, эксплуатировать и заменять конструкции можно в любое время года. За счет габаритов они удобны для транспортировки железнодорожным и автомобильным транспортом.
По характеристикам, рассказывают в АО «ПО «Баррикада», ПАГ идеально подходят для суровых, жестких и агрессивных условий эксплуатации. Для получения прочностных показателей и устойчивости к воздействию низких температур и воды при изготовлении этих изделий предусматривается предварительное натяжение рабочей продольной арматуры, а также использование бетонной смеси и собственно бетона особого состава. Укладка плит происходит в короткий промежуток времени, что является еще одним их преимуществом. Они соединяются в единую плиту за счет сварки, а также путем замоноличивания соединительных швов цементно-песчаным составом и битумной мастикой. Иногда новое покрытие укладывается на старое, тем самым повышая несущую способность взлетно-посадочных полос. При этом использование ПАГ может быть неоднократным, так как они, даже бывшие в употреблении, не теряют своих характеристик.
Новые возможности
Игроки рынка отмечают, что некоторые заводы ЖБИ имеют полувековую традицию выпуска ПАГ и по праву заслуживают высокую оценку качества производства. При этом некоторые предприятия сейчас совершенствуют выпуск аэродромных плит.
Так как ПАГ имеют свою специфику, их выпускают далеко не все производители ЖБИ. Тем не менее количество организаций, занимающихся данным направлением деятельности, растет. Коммерческий директор АО «ПО «Баррикада» Алексей Мицул помимо своего предприятия среди производителей в СЗФО выделяет ООО «СИБ Центр», ООО «ПТК-ДорСтрой», ООО «Перспектива», ООО «СТК-Модуль». Среди компаний из других регионов – ООО «ХК «Башбетон», ООО «ТПК «Очаковский комбинат ЖБИ», ООО «Моревский завод железобетонных изделий». Также присутствуют игроки рынка из Беларуси: комбинат ЖБИК (ОАО Оршанский Строительный трест №18), ОАО «Барановичский комбинат ЖБК».
По мнению специалистов, производителей ПАГ могло быть еще больше, но пока не сформировался рынок сбыта. Генеральный директор ООО «СТД» ЖБИ Сергей Нестеров полагает, что основная проблема – это отсутствие специалистов среди проектировщиков, которые умело могли бы задействовать новинки ЖБИ, если бы изучали процессы производства и технологии монтажа. «На сегодняшний день очень редко можно встретить хороших конструкторов, которые могут сделать сложные расчеты для применения ЖБИ в строительстве. До сих пор в производстве и сборке применяются технологии советских времен. Это хорошо и надежно. Но есть уже усовершенствованные технологии производства, обеспечивающие более высокое качество продукции. Однако проектировщики не задействуют такие изделия, и поэтому все приходится делать по старинке. Таким образом, страдают и заказчик, и производитель», – считает он.