Новая технология для возобновляемой энергетики - немецкие компании хотят резко расширить возможности сооружения морских ветропарков. План испытаний: озеро, Балтика, Китай.
Реклама
Сначала озеро, потом Балтийское море, затем тихоокеанское побережье Китая. Таков план испытаний новой технологии для получения возобновляемой энергии с помощью ветра. На севере Германии близ Бремерхафена энергетическая компания EnBW и инженерная фирма Aerodyn Engineering начали тестировать плавучий ветрогенератор. Точнее, его модель в масштабе 1:10. Проект получил название Nezzy2.
EnBW - специалист по морским ветропаркам
EnBW уже имеет немалый опыт в области морской ветроэнергетики. С 2011 года компания эксплуатирует на Балтике первый в Германии коммерческий морской ветропарк, состоящий из 21 ветрогенератора, в 2015 году недалеко от него вошел в строй значительно более крупный парк с 80 ветряками, с января 2020 года еще 87 мощных турбин в двух парках на Северном море обеспечивают "зеленой" электроэнергией статистически 710 тысяч домашних хозяйств.
Компания намерена и дальше ускоренно развивать морскую ветроэнергетику, в том числе со своей французской дочерней компанией Valeco, поскольку в Германии на суше установка ветряков все чаще наталкивается на сопротивление местного населения. На море - другая проблема, техническая: ставить на дно ветрогенераторы экономически целесообразно при глубине не более 50 метров. Так что относительно мелкие Балтийское и Северное моря для этих целей подходят, но вот уже на атлантическом побережье Франции с имеющимися технологиями особо не развернешься.
Значит, нужны не стационарные, а плавучие ветряки. Их разработкой уже около десяти лет занимается созданная в 1997 году в городке Рендсбурге на севере Германии фирма Aerodyn Engineering, специализирующаяся на разработке технических решений для ветряков. Тестирование своего предыдущего проекта Nezzy она провела в 2018 году у глубоких тихоокеанских берегов Японии.
Nezzy2 бросит якорь в Китае
И вот теперь - проект Nezzy2, состоящий уже из двух соединенных друг с другом ветряков высотой в 18 метров. Они закреплены на плавающем бетонном фундаменте, который находится чуть ниже поверхности воды, так что со стороны видны только три удерживающих его на нужной глубине "поплавка". Фундамент закреплен на дне шестью якорями.
Два ветрогенератора делают плавучую конструкцию более стабильной, это доказали испытания модели в масштабе 1:36, успешно проведенные в специальной установке с искусственными волнами в Корке в Ирландии. Начавшийся теперь первый этап испытаний 18-метровой модели проходит в Германии на озере глубиной в 10 метров, что в масштабе 1:1 соответствовало бы 100 метрам. Поскольку здесь нет ни волн, ни течения, то тестируется главных образом работа самих ветрогенераторов.
Затем в течение двух с половиной месяцев модель Nezzy2 собираются испытывать в Балтийском море, после чего конструкцию полностью демонтируют, чтобы в конце 2021 года совместно с китайским партнером начать у берегов КНР испытания конечного варианта плавучего ветрогенератора высотой в 180 метров и общей мощностью в 15 МВт.
Плавучие ветропарки - это уже не фантастика
"Потенциал у новой технологии огромный. Ее можно будет применять в странах и на морских территориях с большими глубинами, что расширит возможности возобновляемой энергетики", - убеждена Ханна Кёниг (Hannah König), возглавляющая в EnBW отдел ветряной и морской техники.
"Мы убеждены, что Nezzy2 позволит мировой ветряной энергетике в будущем производить на море из ветра еще более выгодную электроэнергию", - указывает исполнительный директор Aerodyn Engineering Зёнке Зигфридсен (Sönke Siegfriedsen). Ведь плавучие ветряки будут монтировать на берегу, а потом уже готовую конструкцию просто буксировать на нужную позицию, что существенно дешевле установки посреди моря стационарного ветрогенератора.
Над плавучими ветрогенераторами работают сейчас далеко не только EnBW и Aerodyn Engineering. Наиболее известным проектом является Hywind Scotland - первый в мире плавучий ветропарк из пяти ветряков по 6 МВт, сооруженный в 2017 году в Северном море норвежским энергетическим концерном Equinor у берегов Шотландии. Схожие проекты с разными технологиями имеются в Португалии, Испании, Франции, Японии.
Так что плавающие в относительно глубоких водах Атлантического и Тихого океанов ветряки - это уже не фантастика, а начавшийся завтрашний день. EnBW стремится ускорить его приход, но при этом не забывает про "традиционные" ветропарки. Еще один мощностью в 900 МВт, в котором будет до 100 закрепленных на дне Северного моря башен, компания планирует соорудить к 2025 году.
Смотрите также:
Технологии хранения энергии из возобновляемых источников
Ключевая проблема возобновляемой энергетики: как обеспечить электроснабжение потребителей после захода солнца, если не дует ветер? Нужны мощные накопители энергии, способные надолго сохранять избытки электричества.
Фото: picture-alliance/Photoshot/L. Xiaoguang
Электростанция из аккумуляторов
Как хранить в промышленных масштабах излишки электроэнергии, выработанной ветрогенераторами и солнечными панелями? Соединить как можно больше аккумуляторов! В Германии эту технологию с 2014 года отрабатывают в институте общества Фраунгофера в Магдебурге (фото). По соседству, в Шверине, тогда же заработала крупнейшая в Европе коммерческая аккумуляторная электростанция фирмы WEMAG мощностью 10 МВт.
Фото: Viktoria Kühne/Fraunhofer IFF
Большие батареи на маленьком острове
Крупнейшие аккумуляторные электростанции действуют в США и странах Азии. А на карибском острове Синт-Эстатиус (Нидерландские Антилы) с помощью этой технологии резко снизили завоз топлива для дизельных электрогенераторов. Днем местных жителей, их около 4 тысяч, электричеством с 2016 года снабжает солнечная электростанция, а вечером и ночью - ее аккумуляторы, установленные фирмой из ФРГ.
Фото: SMA Solar Technology AG
Главное - хорошие насосы
Гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС) - старейшая и хорошо отработанная технология хранения электроэнергии. Когда она в избытке, электронасосы перекачивают воду из нижнего водоема в верхний. Когда она нужна, вода сбрасывается вниз и приводит в действие гидрогенератор. Однако далеко не везде можно найти подходящий водоем и нужный перепад высот. В Хердеке в Рурской области условия подходящие.
Фото: Imago
Место хранения - норвежские фьорды
Оптимальные природные условия для ГАЭС - в норвежских фьордах. Поэтому по такому кабелю с 2020 года подводная высоковольтная линия электропередачи NordLink длиной в 623 километра и мощностью в 1400 МВт будет перебрасывать излишки электроэнергии из ветропарков Северной Германии, где совершенно плоский рельеф, на скалистое побережье Норвегии. И там они будут храниться до востребования.
Фото: picture-alliance/dpa/I. Wagner
Электроэнергия превращается в газ
Избытки электроэнергии можно хранить в виде газа. Методом электролиза из обычной воды выделяется водород, который с помощью СО2 превращается в метан. Его закачивают в газохранилища или на месте используют для заправки автомобилей. Идея технологии Power-to-Gas родилась в 2008 году в ФРГ, сейчас здесь около 30 опытно-промышленных установок. На снимке - пилотный проект в Рапперсвиле (Швейцария).
Фото: HSR
Водород в сжиженном виде
Идея Power-to-Gas дала толчок разработкам в разных направлениях. Зачем, к примеру, превращать в метан полученный благодаря электролизу водород? Он и сам по себе отличное топливо! Но как транспортировать этот быстро воспламеняющийся газ? Ученые университета Эрлангена-Нюрнберга и фирма Hydrogenious Technologies разработали технологию его безопасной перевозки в цистернах с органической жидкостью.
Фото: Deutscher Zukunftspreis/A. Pudenz
В чем тут соль?
Соль тут в тех круглых резервуарах, которые установлены посреди солнечной электростанции на краю Сахары близ города Уарзазат в Марокко. Хранящаяся в них расплавленная соль выступает в роли аккумуляторной системы. Днем ее нагревают, а ночью используют накопленное тепло для производства водяного пара, подаваемого в турбину для производства электричества.
Фото: Getty Images/AFP/F. Senna
Каверна в роли подземной батарейки
На северо-западе Германии много каверн - пещер в соляных пластах. Одну из них энергетическая компания EWE и ученые университета Йены превратили в полигон для испытания технологии хранения электроэнергии в соляном растворе, обогащенном особыми полимерами, которые значительно повышают эффективность химических процессов. По сути дела, речь идет о попытке создать гигантскую подземную батарейку.
Фото: picture-alliance/dpa/M. Gambarini
Крупнейший "кипятильник" Европы
Человечество давно уже использует тепло для производства электроэнергии. Возобновляемая энергетика поставила задачу, наоборот, превращать электричество, в том числе и избыточное, в тепло (Power-to-Heat). Строительство в Берлине крупнейшего "кипятильника" Европы мощностью 120 МВт для отопления 30 тысяч домашних хозяйств компания Vattenfall намерена завершить к концу 2019 года.
Фото: Vattenfall
Накопители энергии на четырех колесах
Когда по дорогам мира будут бегать миллионы электромобилей с мощными аккумуляторными батареями, они превратятся в еще один крупный накопитель энергии из возобновляемых источников. Этому поспособствуют умные сети энергоснабжения (Smart grid): они будут стимулировать подзарядку по низким ценам в моменты избытка электричества. (На фото - заправка для электромобилей в Китае).
Фото: picture-alliance/Photoshot/L. Xiaoguang
10 фото1 | 10
Первый в мире плавучий ветропарк создают в Шотландии