Несмотря на то, что распределение энергии и управление ею играют решающую роль в освоении энергии ветра по всей Европе, снижение затрат — за счет использования исследований и разработок (НИ) — является одной из изучаемых в настоящее время проблем. Например, это цель европейского исследовательского консорциума WINDTRUST.В рамках проекта планируется снизить затраты за счет повышения надежности основных компонентов турбины. «Мы сосредоточены на дальнейшем улучшении конструкции трех ключевых компонентов с высоким потенциалом улучшения: лопастей ротора, силовой электроники и контроллера ветряной турбины», — говорит Мауро Вильянуэва, директор по развитию технологий в Gamesa, компании по производству ветровых турбин, которая возглавляет консорциум, который также является координатором проекта.
Одно из направлений исследований было направлено на повышение долговечности лопаток ротора турбин. «Мы уже начали оптимизировать использование углеродного волокна для увеличения долговечности лопастей винта и снижения веса компонентов. Это будет способствовать увеличению общего срока службы турбины до 20-30 лет», — говорит Фернандо Гарсия Айерра, менеджер проектов Gamesa и технический директор проекта.
Также ведутся разработки по улучшению управления турбиной. «В то же время мы разрабатываем алгоритмы управления, которые должны снизить экстремальные и усталостные нагрузки на турбину, чтобы добиться максимального баланса между производством энергии и сроком службы машины», — говорит Гарсия Айерра.Но повышение надежности силовой электроники также является ключевым моментом.
Вильянуэва объясняет, что это может быть сделано путем «внедрения улучшенной электронной топологии, резервных компонентов схемы [и] алгоритмов управления, которые максимизируют производительность по сравнению со сроком службы компонентов, а также [путем] развертывания датчиков для мониторинга производительности и оставшегося срока службы, так что профилактическое обслуживание [ турбины] может иметь место ".Но снижение затрат на электроэнергию не обязательно означает удешевление каждого компонента. «Хотя стоимость усовершенствованных деталей, вероятно, будет выше, меньшая стоимость ремонта и меньшее время простоя приведут к увеличению количества производимой энергии», — отмечает Вильянуэва. «Ожидается, что это увеличение превысит такие затраты, что приведет к общему снижению стоимости энергии», — добавляет он.Есть планы протестировать все эти новые технологии вместе. Такие инновационные компоненты, вероятно, будут установлены на наземной прототипной турбине мощностью 2 МВт, расположенной на экспериментальной ветряной ферме Алаиз в Памплоне, Испания. «Это позволит нам сравнить производительность с характеристиками существующих, хорошо известных турбин.
И хотя этот проект нацелен на сушу, большинство результатов также применимо к оффшорным, где должны быть получены гораздо большие выгоды», — объясняет Вильянуэва.Это также может иметь значение для потребителя. «Важно, чтобы люди понимали, что все деньги, вложенные в RD, направлены на снижение стоимости энергии ветра, которая, как мы надеемся, достигнет конечного потребителя», — отмечает Вильянуэва.Какое будущее ожидает ветроэнергетику с точки зрения адаптации в Европе?
Вильянуэва считает: «Создание действительно европейского энергетического рынка и системы, то есть ценообразования, транспорта и управления, позволит максимально использовать устойчивые источники производства энергии».Из-за размера ЕС и его изменчивых метеорологических характеристик энергия ветра, произведенная в избытке в одной области, будет передаваться и потребляться в другой, где ветер слабее. То же самое произойдет и с фотоэлектрическими батареями.
Гарсия Айерра заключает: «Это сведет к минимуму ограничения — ветряные электростанции, остановленные в периоды постоянных ветров, — и снизит потребность в дорогостоящих местных системах хранения энергии».