[ad_1]
Европа стремится сократить расходы на эксплуатацию ветряков на воде.
От МАЙКЛ АЛЛЕН
У берегов Португалии группа подводных роботов сканирует основание турбин ветряной электростанции и ищет признаки повреждения, в то время как воздушные дроны проверяют лопасти. Эта деятельность является частью проекта по снижению затрат на инспекции, продлению срока службы ветряных турбин и, в конечном итоге, снижению цен на электроэнергию.
В 2020 году на энергию ветра приходилось более трети электроэнергии, вырабатываемой из возобновляемых источников в ЕС, и ожидается, что в ближайшие годы вклад оффшорной энергии ветра будет расти. Дания стала домом для первой в мире морской ветровой электростанции в 1991 году, а Европа является мировым лидером в этой области.
Тем не менее, эксплуатация ветряных электростанций в морях и океанах обходится дорого и увеличивает общую стоимость такой чистой энергии. Кроме того, азиатские компании в этом секторе набирают силу, увеличивая потребность европейской промышленности в сохранении конкурентоспособности.
Низкие затраты
«До 30% всех эксплуатационных расходов приходится на осмотр и техническое обслуживание», — сказал Жоао Маркес из исследовательской ассоциации INESC TEC в Португалии.
Большая часть этого связана с отправкой ремонтных бригад на лодках для осмотра и ремонта морской ветроэнергетики.
Проект ATLANTIS, финансируемый ЕС, изучает, как роботы могут помочь в этом направлении. Конечная цель – снизить стоимость энергии ветра.
Подводные машины, транспортные средства, передвигающиеся по поверхности воды, и воздушные дроны — вот лишь некоторые из роботов, которые проходят испытания. Они используют комбинацию технологий, таких как визуальные и невизуальные изображения, и гидролокатор для проверки инфраструктуры. Инфракрасное изображение, например, может выявить трещины в лопатках турбины.
Исследования, проведенные в рамках проекта, показывают, что технологии, основанные на робототехнике, могут увеличить количество времени, в течение которого ремонтные суда могут работать на ветряных электростанциях, примерно на 35%.
Повышенная безопасность
Расходы — не единственное соображение.
«У нас также есть некоторые проблемы с безопасностью», — сказал Маркес, старший научный сотрудник проекта ATLANTIS.
Опасно заставлять людей пересаживаться с лодок на турбинные платформы, нырять под волны, чтобы осматривать точки крепления и взбираться на башни турбин.
Пересаживаться с лодок на турбинные платформы людям безопасно только при высоте волны менее 1,5 метра. Напротив, роботизированные системы осмотра и технического обслуживания могут быть развернуты с лодок в море с волной до 2 метров.
Кроме того, более простое и безопасное техническое обслуживание увеличит время, в течение которого ветряные электростанции могут работать в полную силу. Зимой часто невозможно проводить осмотр и техническое обслуживание на море, приходится ждать лучшей погоды весной или летом.
«Если у вас возникла проблема с ветряной электростанцией или с определенной турбиной в течение месяца, когда вы не можете получить к ней доступ, ее необходимо остановить, пока кто-то не сможет добраться до нее», — сказал Маркес.
Возможность работать при более высоких волнах означает, что причины остановки ветряных электростанций могут быть устранены быстрее.
Первый в своем роде
Испытательный полигон проекта основан на реальной морской ветровой электростанции в Атлантическом океане, в 20 километрах от северного португальского города Виана-ду-Каштелу. Это первый в своем роде в Европе.
«Нам нужно где-то реально протестировать эти вещи — где-то, где люди смогут разработать собственную робототехнику», — сказал Маркес.
Помимо собственных робототехнических технологий, АТЛАНТИС стремится помочь другим исследовательским группам и компаниям разрабатывать свои собственные такие системы.
Европейские исследователи и предприятия, работающие в этом передовом секторе, должны иметь возможность бронировать время для использования объектов, начиная с начала этого года.
Предотвращение повреждений
Еще один способ сократить расходы на техническое обслуживание — это, в первую очередь, уменьшить ущерб и потребность в ремонте. Недавно завершенный проект FarmConners, финансируемый ЕС, стремился сделать именно это за счет широкого использования технологии, называемой управлением ветровой электростанцией или WFC.
При ударе ветра турбина извлекает энергию из воздушного потока. В результате поток за турбиной имеет пониженную энергию, явление, известное как затенение. Из-за такого неравномерного распределения энергетической нагрузки на лопасти и башни одни турбины повреждаются больше, чем другие.
По словам сокоординатора проекта Туфе Гёчмена из Технического университета Дании, WFC стремится сбалансировать распределение энергии ветра по всей ферме.
Существует несколько способов смягчить последствия затенения. Один из них – несоосность турбин. Вместо того, чтобы смотреть прямо на ветер, турбину можно слегка повернуть, чтобы эффект тени отводился от турбин позади.
Шаг и скорость вращения трех лопастей турбины также могут быть изменены. Хотя это сокращает количество энергии, производимой турбиной, турбинам остается больше энергии.
Подходит для сети
Помимо снижения износа и затрат на техническое обслуживание, WFC может повысить производительность ветряных электростанций и помочь им вырабатывать электроэнергию таким образом, чтобы электросети было легче справляться с ней.
Возобновляемая энергия, включая энергию ветра, часто производится на пиках и впадинах. Иногда пики или скачки мощности могут привести к перегрузке электросети.
По словам Гёчмена, когда турбины работают вместе, выработка электроэнергии может быть выровнена, чтобы обеспечить более стабильную и стабильную подачу в сеть.
«Если мы будем контролировать турбины коллективно, это просто более эффективно», — сказал он.
Исследования показали, что такое управление ветряными электростанциями может увеличить выходную мощность всех ветряных электростанций в ЕС на 1%.
Это эквивалентно двойной мощности ветряной электростанции мощностью 400 мегаватт, строительство которой обойдется примерно в 1,2 миллиарда евро, по словам Грегора Гибеля, сокоординатора FarmConners, также работающего в Техническом университете Дании.
Эта технология также проста в реализации, поскольку большинство ветряных турбин можно контролировать и настраивать, чтобы они действовали в соответствии с требованиями WFC. Ветряным электростанциям нужно просто обновить свое управляющее программное обеспечение.
По словам Гёчмена, технология WFC вызывает большой коммерческий интерес, что делает ее перспективным способом расширения использования энергии ветра в Европе.
Он сказал, что это «низкая стоимость и потенциально высокая прибыль».
Исследование в этой статье финансировалось ЕС. Эта статья была первоначально опубликована в Горизонтжурнал исследований и инноваций ЕС.
Больше информации
[ad_2]
Source