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.
«Мосстрой 31»: новые задачи, высокие цели
В современной экономической ситуации ГК «Мосстрой 31» не отказывается от ранее задуманных перспективных планов — напротив, для их воплощения решено ускорить все процессы.
Предприятие планирует менять структуру дистрибуции сэндвич-панелей, усовершенствовать продуктовую линейку, нарастить объемы производства. Принятые западными странами санкции заставили пересмотреть сроки реализации перспективных намерений: десятилетние планы решено исполнить в течение пяти лет, пятилетние — за два-три года. Сейчас руководство ищет способы сократить и эти сроки.
Пока производство сэндвич-панелей на заводе ГК «Мосстрой 31» большую часть года идет в одну смену, только один квартал работа проводится в две смены. При проектной мощности 1,5 млн кв. м в год выпускается 700 тыс. кв. м. Соответственно, надо решать задачу полной загрузки предприятия, переходить на двух- или даже трехсменную работу.
С компонентами проблем не предвидится: металл компания приобретает на российских предприятиях, минеральную вату — тоже, пенополистирол здесь — собственного производства. ГК «Мосстрой 31» занимает более 25% российского и около 50% московского рынка пенополистирола. Причем производится он исключительно из отечественного сырья.
Новые партнеры
Тем не менее задача нарастить объем производства в нынешних условиях непроста: многие проекты заморожены, от некоторых инвесторы отказались. По оценке специалистов компании, рынок стагнирует. Если раньше значительную долю заказов на сэндвич-панели компания получала на строительство зданий промышленного назначения, то сегодня идут поиски новых рынков и новых заказчиков. При этом промышленное строительство должно остаться одним из приоритетных направлений работы. В том числе ожидаются новые проекты по расширению производств или созданию цехов в рамках импортозамещения.
Как известно, один из лучших заказчиков — государство. В сложный период пандемии ГК «Мосстрой 31» взялась за государственный заказ и поставила 130 тыс. кв. м сэндвич-панелей для строительства Московского клинического центра инфекционных заболеваний «Вороновское». Стоит заметить, что значимый проект был построен всего за 30 дней, стало быть, времени на изготовление сэндвич-панелей было очень мало. Однако компания «Мосстрой-31» справилась с поставленной задачей в срок и с высоким качеством.
Не менее значительный заказ — на 110 тыс. кв. м панелей — предприятие выполняет сейчас. Заказчиком выступают власти Московской области, где в рамках федеральной программы строится несколько мусоросжигательных заводов.
Помимо этого, ГК «Мосстрой 31» планирует участвовать в программе капитального ремонта ветхого жилого фонда. Если в России, согласно официальным данным, примерно 2 млрд кв. м жилья в стране нуждается в ремонте, то заказов хватит для всех крупных участников рынка на несколько лет, рассуждают специалисты компании.
Время созидать
Для участия в программе капремонта ГК «Мосстрой 31» планирует летом 2022 года вывести на рынок новый продукт, выпуск которого потребует только переналадки производственной линии.
Но это с точки зрения производства. Есть другой участник процесса — заказчик, клиент, которому необходимо показать все полезные свойства нового продукта.
Пока у потенциальных заказчиков в создавшейся экономической ситуации остаются сомнения в стабильности. В компании полагают, что власти должны внушить бизнесу уверенность — с помощью механизмов поддержки в том числе. Будет уверенность у российских инвесторов — получат заказы и будут работать промышленные предприятия. А сейчас, когда с нашего рынка ушли многие иностранные компании, самая пора заняться возрождением промышленного производства. Да, времени на это потребуется немало, может, десять лет, возможно, больше. Но если форсировать планы, как это делает ГК «Мосстрой 31», результат может случиться раньше.
Справка
Компания «Мосстрой-31» создана на базе Строительного управления № 31 треста «Мосстрой-17» Главмосстроя. В активе компании пять заводов, расположенных в Москве, Московской области, Воронеже, Краснодарском крае, Поволжье.
ГК «Мосстрой 31» — крупнейший производитель энергоэффективных теплоизоляционных материалов, лидер по производству пенополистирола в России.
Движение вверх
Ведущие отечественные производители малых грузовых лифтов предлагают скорректировать и улучшить стандарты их проектирования, чтобы минимизировать риски использования некачественного, небезопасного, необоснованно дорогого в эксплуатации подъемного оборудования.
Как сделать возведение объекта социальной инфраструктуры качественным, современным, при этом рентабельным для застройщика и эффективным в эксплуатации? Тема острая, однозначных ответов нет. Один из подходов — обратить внимание на инженерное оборудование. Так, в соцобъектах сегодня гораздо больше вспомогательного оборудования, чем было 20–30 лет назад, например, малые сервисные лифты есть в каждом пищеблоке, а подходы к их выбору и установке не менялись уже более полувека.
Напомним, к малым грузовым лифтам относят подъемное оборудование, предназначенное для перемещения грузов массой 50, 100, 250 кг (отдельные модели до 500 кг). Транспортировка людей в них запрещена. Малые грузовые лифты не требуют регистрации в Ростехнадзоре, но должны иметь сопроводительную документации по ТР ТС «Безопасность лифтов», ГОСТ Р 56943-2016. Сроки службы малых грузовых лифтов составляют 25 лет. Чаще всего их задействуют в заведениях сферы общепита и объектах социальной инфраструктуры.
В новых условиях
В сегменте малых грузовых лифтов во многом текущая ситуация схожа с общеотраслевой. В последние месяцы с рынка ушли или приостановили свою деятельность такие иностранные компании (в том числе через дилерские организации), как OTIS, KONE, Shindler. Продолжают активно работать такие отечественные производители, как ЗАО «Предприятие ПАРНАС» (г. Санкт-Петербург), подмосковный ОАО «Щербинский лифтостроительный завод», а также ОАО «Могилевлифтмаш» из Белоруссии. Еще один ведущий игрок — московский «Карачаровский механический завод» — в апреле этого года был признан банкротом из-за финансовых проблем у собственников. В настоящее время на предприятии введено внешнее управление.
Производители подъемного оборудования отмечают, что из-за роста в стоимости комплектующих им также пришлось поднять цены на свою продукцию. Кроме того, из-за последних событий в стране начал наблюдаться дефицит некоторых импортных комплектующих. Тем не менее игроки рынка стараются смотреть с оптимизмом в будущее, надеются на рост заказов. В настоящее время в России устанавливается около 1500 единиц малых грузовых лифтов. Заметим, это только официальная статистика, есть еще т. н. «серый рынок». В свете ориентации стройки на экономию ресурсов и импортозамещение, полагают участники рынка, производство должно вырасти.
«Самый животрепещущий вопрос последних месяцев — цена. Да, цены все поднялись. По рынку лифтов среднее повышение составило — 30%. У нас — 27%. Благо ситуация стабилизируется, логистика налаживается. Надеемся, рынок оправится от потрясений и мы быстро сориентируемся в новых условиях, других-то вариантов все равно нет. Мы и раньше старались ориентироваться на доступность комплектации. Пожалуй, только немецкая лебедка сейчас пока недоступна. Но, во-первых, мы имеем серьезные складские запасы, а во-вторых, не сидим сложа руки, нашли несколько вариантов замены, сейчас проводим заводские испытания. Остальные позиции уже найдены, испытаны, проблем здесь нет», — отмечает заместитель генерального директора ЗАО «Предприятие ПАРНАС» Ольга Егоренко.
Подъем по стандартам
Значимая доля производимых отечественных малых грузовых лифтов предназначается для социально значимых объектов. Их устанавливают в детсадах, школах, больницах, почтовых учреждениях. Однако иногда заказчик по незнанию или умышленно приобретает низкокачественный малый грузовой лифт или вовсе малый грузовой подъемник, имеющий существенные технологические различия. К сожалению, отмечают представители лифтовой отрасли, в проектах, даже уже прошедших экспертизу, часто встречается путаница в терминах, в нормативной базе. Ни строители, ни проектировщики, ни эксперты не обращают на данные факторы должного внимания.
Участники рынка предлагают не только скорректировать стандарты проектирования малых грузовых лифтов, но и повысить качество самого проектирования. Это поможет задействовать более рациональные современные подходы к подбору сервисного лифтового оборудования и минимизировать риски использования некачественного, небезопасного, необоснованно дорогого в эксплуатации подъемного оборудования.
По словам Ольги Егоренко, стандарты по малым грузовым лифтам в социальных учреждения, принятые в советское время, безнадежно устарели и необходимы новые. Сегодня лифтостроение предлагает оборудование технологически и качественно совсем другого уровня, да и строительные реалии шагнули далеко вперед, а малые грузовые лифты все как-то проектируют по старинке, не обращая на это серьезного внимания. «При особом внимании государства к строительству социальных объектов: к ценообразованию, комплектации, рациональному снижению себестоимости и сроков строительства, снижению стоимости эксплуатации здания и при этом повышению его функциональности — именно такое вспомогательное оборудование во многом обеспечивает общую эффективность. Мне нравится курс на типовые решения в этой сфере, но строители не всегда к этому готовы. Пожалуй, нам не хватает только одного документа, который раз и навсегда запретил бы использование некачественного оборудования на "социалке", по сути, нужен некий стандарт комплектации или корректировка норм СП. Надеемся, так и будет», — добавляет она.
Сами проектировщики, соответственно, опираются на текущие стандарты. Они отмечают, что в настоящее время сложности при разработке проектов новых лифтов и замене существующих чаще всего связаны с нестандартными габаритами и грузоподъемностью устройств. Далеко не все заводы готовы делать т. н. «нестандарт». По словам руководителя архитектурной мастерской № 3 Градостроительного института «Мирпроект» Романа Лукина, в том числе выявляется неудовлетворительное состояние опорных и ограждающих конструкций шахт. «Чтобы запроектировать такое подъемно-транспортное устройство, требуется точный расчет габаритов и несущей способности ограждающих и несущих конструкций. Малые грузовые лифты должны быть надежными, долговечными, экономичными в закупке и эксплуатации, а также отвечать всем нормативным требованиям по безопасности, в том числе противопожарным», — напомнил он.
Представители компании «РуссЛифт» (занимаются проектированием, монтажом лифтов и подъемников) отмечают, что требования заказчиков зависят во многом от особенностей здания (размер кабины, количество выходов, расположение выходов). Как правило, проектные организации берут за основу стандартные строительные задания завода-изготовителя, чтобы избежать лишнего удорожания лифтового оборудования в индивидуальном исполнении. Сами малые грузовые лифты, добавляют специалисты, за последнее десятилетие технически несколько изменились. В основном в части управления (микропроцессорное) плавности хода и безопасности использования, в частности, предусмотрено больше блокировок.
Генеральный директор ООО «ЛифтСтрой» Игорь Костянко подчеркивает, что хороший лифт монтируется быстро (2–3 дня), сдается инспектору без проблем и работает потом долго и стабильно. С ним не будет вопросов по отказам, ремонтам и т. д. «А вот лифт сомнительного качества монтируется дольше, требует доработок прямо на месте и, как следствие, работать будет с перебоями. На наш взгляд, активному развитию сегмента малых грузовых лифтов пока мешают несколько факторов: недостатки проектирования и невнимание строительных компаний к качеству закупаемого инженерного оборудования. Зачастую заказчики сильно ограничены в бюджетах на закупку оборудования, стремятся купить самое дешевое и не знают о том, что технологически сервисные лифты могут быть очень современными, недорогими и при этом экономными в монтаже и дальнейшей эксплуатации. Сэкономив на качестве оборудования, заказчик неминуемо получит повышенные затраты на монтаж и ТО, пока только единицы осознают эти реалии», — резюмирует он.
Мнение
Ольга Егоренко, заместитель генерального директора ЗАО «Предприятие ПАРНАС»:
— Мы разработали свое типовое решение для социальных объектов — малый грузовой лифт ПАРНАС ЛМП. Мы учли особенности технологических процессов, инвентарь, который используют обычно в пищеблоках школ и детских садов, производственные мощности и уровни загрузки, даже пожелания персонала постарались учесть. Данную модель уже два года поставляем на стройки СПб и Ленобласти. Этот лифт — оптимальный и недорогой вариант для инфраструктурных объектов. Он полностью отвечает всем нормам безопасности, надежен, удобен, красив и нетребователен в обслуживании.