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.
Как делают каменную вату ROCKWOOL
Каменная вата – один из самых востребованных утеплителей как среди крупных строительных компаний, так и среди частных потребителей. Вместе тем, многие даже не подозревают, как изготавливается данный материал. Компания ROCKWOOL рассказала о производстве каменной ваты и особенностях её переработки в коротких, ярких и понятных видеороликах.
Производство каменной ваты – многоступенчатый процесс, позаимствованный у самой природы: по своей сути он похож на извержение вулкана, когда твёрдый и устойчивый ко всему камень под воздействием высочайших температур превращается в текучую лаву, которая постепенно остывает и твердеет. На производстве измельченный камень базальтовых пород плавят в доменных печах при температуре 1500 °С, получившаяся лавоподобная масса при помощи центрифуги и потоков воздуха выдувается в каменные волокна. Будущую теплоизоляцию формуют, обжигают и уже затем нарезают под размер и упаковывают в термоусадочную плёнку.
Посмотреть видео процесса производства и оценить оборудование в действии можно на примере видеороликов компании ROCKWOOL о работе заводов в Выборге (Ленинградская область) и Троицке (Челябинская область).
Производственная площадка компании ROCKWOOL в Выборге появилась 15 лет назад. Сегодня она обеспечивает продукцией из каменной ваты весь Северо-Западный регион, часть материалов поставляется в Центральный Федеральный округ и экспортируется в Финляндию. Продукция выборгского завода использовалась при строительстве и реконструкции таких знаковых объектов, как небоскрёб Лахта-Центр. Мариинский театр, музей Эрмитаж. Завод в Выборге стал первой российской площадкой, на которой запустили масштабный проект по переработке каменной ваты: производственных обрезков, а также остатков плит после монтажа и уже отслужившего материала, который привозят с региональных строек.
Предприятие ROCKWOOL в Троицке также пошло по пути рециклинга, запустив брикетный участок: благодаря ему все производственные отходы отправляются обратно на линии. Сейчас на заводе выпускают самые востребованные решения из каменной ваты ROCKWOOL: от цилиндров, без которых не обходится промышленность и сфера ЖКХ, до ноу-хау компании – плит двойной плотности для лёгкого и эффективного утепления кровель и фасадов. Продукция отправляется на Урал, в Сибирь и Казахстан. Каменной ватой из Троицка утеплены стадион «Екатеринбург Арена», Казахский драматический театр в Нур-Султане и другие масштабные объекты.
Эксперты компании ROCKWOOL создают надёжные и экологичные продукты. Материалы, произведенные из камня – по сути, неисчерпаемого и неиссякаемого ресурса, – долговечны, их можно перерабатывать в продукт того же качества бесчисленное количество раз, создавая возможности для развития модели циркулярной экономики и заботясь об экологии.
Ролик о работе завода в Выборге
Ролик о работе завода в Троицке
Ещё больше интересных видео о жизни компании, свойствах её продукции и нюансах монтажа – на YouTube-канале ROCKWOOLRussia. Подписывайтесь, чтобы не пропустить самое интересное!
Ускоряя сроки. Применение опалубочных систем в мостостроении
При строительстве мостовых сооружений активно задействуются различные опалубочные системы. Они помогают ускорить возведение объектов и оптимизировать финансовые затраты на стройку. Данный фактор, в том числе как репутационный, особо важен для строительных организаций, так как работы в данном сегменте чаще всего выполняются по госконтрактам.
К основным видам опалубочных систем, применяемым в мостовом строительстве, можно отнести: опалубки пролетного строения, опалубки мостовых опор, опалубки ростверков или ригелей, специализированные опалубки. При этом, отмечают эксперты, очень часто сечение опор мостов и их архитектурные решения не имеют типовых характеристик, таким образом требуются разные комплекты опалубки мостовых опор для решения данных задач.
Индивидуальный подход
По словам исполнительного директора ООО «Техноком-БМ» (производителя опалубочных системы «Гамма»), доцента кафедры ТОСП МГСУ Андрея Бунта, с развитием дорожной инфраструктуры перед мостостроителями ставятся новые сложные задачи: повышение технологичности при поддержании высокого темпа работ, c учетом соблюдением всех требований безопасности. «Так одним из направлений в мостостроении является применение самоподъёмных опалубок для возведения пилонов. Использование данной технологии целесообразно, например, для опор вантовых мостов. Технология обеспечивает непрерывный процесс возведения монолитных конструкций в сложных строительных условиях, повышает качество готовых конструкций, сокращает крановое время»,- отмечает он.
Мостовая опалубка сейчас востребована в России как никогда, считает директор по стратегическому развитию и маркетингу ГК «Промстройконтракт» Рубен Чинарьян. Можно сказать, что наша страна вышла на уровень строительства мостов, которого не было более ста лет, с тех пор как построили Транссиб. «Мостов за последние 20 лет возведено больше, чем за всю послевоенную историю СССР, но главное их стали строить намного быстрее. Если ранее срок сооружения моста мог достигать 8-9 и более лет (в советское время), то сейчас мосты, которые строятся больше 3-4 лет считаются долгостроями, в среднем мостостроители справляются за 30-35 месяцев в зависимости от сложности. Огромное число мостов разных типов – это огромное число задач. Поэтому, - добавил он,- можно сказать о том, что все виды опалубки мостов – от индивидуальной до основанной на стандартах линейных щитах распространены».
Если мы говорим о крупных проектах, где есть высокие пилоны, массивные опоры и длинные пролетные строения, то они, в большинстве своем, требуют индивидуального подхода к проектированию опалубочных систем, полагает руководитель проектов Doka Россия Сергей Грундуль. По его словам, каждый подобный проект уникален по своим геометрическим характеристикам и испытываемым ветровым нагрузкам. Даже регион расположения объекта может повлиять на выбор опалубочной системы, а также методологию строительства.
«Чтобы выбрать опалубочную систему для строительства подобных сооружений, как правило, необходимо точно определить две ключевые характеристики: фактор сложности проекта и высоту конструктива. Чем выше опора моста и сложнее ее геометрия, тем экономически более выгодно будет применение гидравлических самоподъемных систем Doka типа SKE. Сегодня все более явно прослеживается тенденция применения комплексных решений в самоподъемных гидравлических системах. Эти решения включают в себя не только минимальный набор платформ, но и, к примеру, подмости для армирования последующих захваток, подмости для ухода за бетоном, полностью закрытый контур и крышу. Вся получившаяся конструкция поднимается на последующие захватки без использования крановой техники. Всё это говорит в пользу повышения технологичности строительства»,- отмечает Сергей Грундуль.
По мнению заместителя генерального директора компании ООО PERI и руководителя направления инфраструктуры Алексея Грунчина, в мире мостостроения как никогда требуются индивидуальные технические решения, позволяющие достигать основных показателей: экономическая эффективность, высокое качество, соблюдение сроков и безопасность. Но далеко не все современные технологии применяются для строительства мостов. Как показывает практика, на сегодняшний день большинство подрядчиков смотрит на первоначальное коммерческое предложение и не рассматривает работу оборудования в течение всего периода строительства. Но дешевле не значит лучше и быстрее.
«Наша философия – предложить клиенту оптимальное техническое решение. Например, чтобы возвести пилон моста, наиболее эффективна самоподъемная система ACS. Она удовлетворяет требованиям заказчика: позволяет освободить время башенного крана, добиться высокого качества бетонной поверхности и повысить безопасность строительства. Технология самодвижущейся опалубки для бетонирования монолитных конструкций не является универсальной и целесообразность ее применения должна быть рассмотрена в каждом конкретном случае. Что касается, консольно-переставной системы, то технология отработана годами и широко используется во всем мире. В линейке PERI есть такое оборудование, которое можно приобрести или взять в аренду», - добавил он.
Меняя стандарты
Эксперты отмечают, что, безусловно, важна и правильная технология использования опалубки. В частности, по словам Рубена Чинарьяна, при строительстве мостов необходим правильный расчет опалубки, для максимальной точности системы при сборке. Также важна и точность сборки, это поможет минимизировать число доборов и обеспечить максимально гладкий стык щитов. Кроме того, необходимо обеспечить и условия для зимнего бетонирования – это оказывает максимально влияние на будущее качество бетона. Поэтому сейчас наблюдается спрос, сообщил он, не только на традиционные тенты, осветительные мачты типа Atlas Copco и пушки «Мастер», но и на каркасные жёсткие тепляки, которые позволяют, например, значительно ускорить работы по преднапряжению.
Стоит добавить, что с 1 июля 2021 года вступили в силу актуализированные изменения требования для проектирования мостов (СП 35 "Мосты и трубы") и тоннелей (СП 122 "Тоннели железнодорожные и автодорожные"). «ГК «ПромСтройКонтракт» позитивно относится к новшествам. Все предложенные в них технологии мы давно практикуем, и наши клиенты де-факто раньше законодателей сделали их обязательными элементами качественного строительства. Это относится и к муфтам для арматуры и к описанным в СП 35 деформационным швам, которые ПСК производит уже более 5 лет на заводе в Липецке. Наши швы использовались на строительстве подъездных путей к космодрому «Восточный», а сейчас монтируются на гигантской развязке в Алма-Ате. Это не какие-то новшества, а общепризнанный инструмент повышения качества дорог и мостов. Аналогично с барьерными ограждениями. Уже несколько лет мы активно предлагаем опалубку для формирования ограждений мостов, сходную с мостовой мелкощитовой опалубкой. Этот продукт естественным образом вытеснял менее качественные решения и новый норматив только ускорит и унифицирует процесс роста качества российских мостов»,- уверен Рубен Чинарьян.
Рыночный фактор
Участники рынка опалубочных систем отмечают, что наблюдавшийся в последние месяцы рост цен на строительные материалы, отразился и на их отрасли. По словам Андрея Бунта, с конца 2020 -го года произошел резкий рост, а в конце лета 2021 года небольшая коррекция цен на металл и фанеру. Данная турбулентность цен, вызванная в первую очередь внешними рыночными факторами, очень негативно сказалась на составе структуры себестоимости опалубочных систем для мостового строительства, так как многие контракты являются долгосрочными, коммерческие предложение рассчитываются с фиксированными ценами.
«Например, в первой половине 2021 года некоторые производители столкнулись с ситуацией, когда стоимость контрактной цены продукции по договорам, заключенным в конце 2020-го, стала ровна стоимости материалов, при условии поставки данной по продукции по госконтрактам, корректировка цен была невозможна. Данная ситуация привела к последующему повышению стоимости опалубочных систем в целом, тем самым в целом повлияв на удорожание строительства. Наблюдался и наблюдается высокий спрос на аренду типовых систем опалубок, что в свою очередь вызвало рост арендных ставок в среднем на 20-30%. При этом предложение на опалубку, которую можно использовать для мостового строительства, достаточно ограничено. Компании, предоставляющие опалубочные системы в аренду, не могут полностью удовлетворить спрос, что соответственно ведет к увеличению спроса на новые опалубки»,- делает выводы Андрей Бунт.
