Кабели для ветрогенераторов в Гайльдорфе

Новые стандарты энергетической революции задает немецкая строительная компания Max Bögl, реализуя проект гидроаккумулирующей электростанции: связки ветрогенераторов и водных резервуаров. Кабельную продукцию для грандиозной стройки в Гайльдорфе, близ Штутгарта, Германия поставляет компания LAPP.

Масштаб впечатляет: башня до небес с подъемным краном, будто парящие в сотне метров над землей, едва различимы в облаках над Лимпургскими холмами. Лучшее место для ветряной электростанции трудно представить. Фотографии в этой статье сделаны незадолго до установки на вершине башни гондолы генератора с тремя лопастями воздушного винта. Энергию ветра они преобразуют в 3.4 МВт электрической мощности. Проект турбины предполагает выработку более 10 ГВт электроэнергии в год, что достаточно для обеспечения нужд около 2500 семей из 4 человек. Три другие установки похожей конструкции и мощности возвышаются словно часовые на холме в паре сотен метров друг от друга.

Новый рекорд: самый высокий ветропарк в мире

Постройка электростанции в Гайльдорфе довольно амбициозный вклад в энергетическую революцию. Объект сразу установил несколько рекордов: самая верхняя из четырех турбин сейчас удерживает мировой рекорд по высоте расположения на опоре, ее ось вознесена на 178 метров над основанием башни, а верхний край лопасти достигает отметки 246,5 м., благодаря технологиям гибридного бетона (фундамент конструкции) и стали (мачта генератора). Каждый дополнительный метр высоты конструкции повышает энергоотдачу. Башни были возведены с использованием самого высокого в мире передвижного крана - шедевр планирования и логистики генерального подрядчика проекта, компании Max Bögl Wind AG, г. Ноймаркт, Бавария. По условиям генподрядчик сооружает объект и эксплуатирует его. Такая практика впервые применяется в секторе ветроэнергетики.

Необычная конструкция этих огромных башен заметна даже для обывателя. Диаметр оснований, установленных в огромные круглые резервуары, гораздо больше диаметров смонтированных на них мачт. При сильных ветрах или избытке энергии в объединенной сети, электричество используется для наполнения водой двух огромных резервуаров. Когда в сети наблюдается недостаток энергии, вода спускается из резервуаров вниз и падает на 200 метров, вращая два генератора с турбинами Voith.

Принцип гидроаккумуляции при выработке электроэнергии используется уже около ста лет. Однако принципиальной инновацией в данном проекте является то, что системы гидроаккумуляции и выработки возобновляемой энергии располагаются на одной площадке, более того, они представляют единую конструкцию. При емкости основания турбины - активного резервуара - 7100 кубометров воды, его конструкция обеспечивает дополнительную высоту стенок в 40 метров над кромкой воды. Емкость резервуара большего диаметра, также называемого пассивным, - 43000 кубометров. При возведении бетонных конструкций впервые были использованы уникальные комбинации материалов и технологий строительства. 

Оба “водяных аккумулятора” соединены трубой двухметрового диаметра, проложенной в долину, под руслом реки Кохер, до специального резервуара. Во время пуска в эксплуатацию в конце 2017 года система была заполнена 160000 кубометрами речной воды.

Параллельное использование энергии ветра и воды в данном проекте представляет сложную задачу. Подразделение GE по возобновляемым источникам энергии (GE Renewable Energy) поставило четыре ветрогенератора с установленной мощностью каждого в 3,4 МВт. Компания предъявляет жесткие требования к электрооборудованию, включая кабели, прокладываемые в гондолах генераторов и башнях. LAPP уже поставляла кабели для других электростанций GE и входит в список надежных поставщиков компании. Именно поэтому Max Bögl Wind обратилась к LAPP, чтобы заключить контракт на поставку кабелей для проекта в Гайльдорфе.

«Мы работаем по спецификациям GE, где указаны точные характеристики каждого кабеля, включая размеры, эксплуатационные температуры, класс климатической защищенности и сопротивления на скручивание и многое другое» поясняет Андреас Мюллер, глава подразделения ветроэнергетики LAPP.

Генерация и хранение энергии на одной площадке

Генерация и хранение энергии на одной площадке является сейчас популярным направлением: половину рынка солнечных батарей Германии составляют модели поставляемые с аккумулятором. Установка солнечных батарей на крышах зданий и аккумуляторов в подвалах делает потребителей независимыми от повышения тарифов и стабилизирует работу объединенной энергосистемы. Генерация и хранение энергии на одной площадке теперь может стать стандартом и в ветроэнергетики, по мере того как доля нестабильной ветровой электроэнергии в единой системе повышается и заменяет более стабильные энергоносители такие как уголь, природный газ и атомную энергию.

«С вводом системы гидроаккумуляции и ветряных генераторов, работающих по смешанной схеме, мы делаем ветроэнергетику более привлекательным и эффективным источником энергии, и одновременно устанавливаем рекорды» говорит Джозеф Книтль, генеральный директор Max Bögl Wind AG.

В естественном хранилище электроэнергии в Гайльдорфе реализованы передовые концепции. Три установленные в долине турбины способны генерировать 16 МВт электричества при энергетической емкости водных резервуаров 70 МВт/ч. Таким образом система может вырабатывать энергию при штиле в течение 5 часов, а также компенсировать разницу генерации и спроса в единой энергосистеме. Переключение системы между режимами подачи электричества в единую сеть и наоборот занимает всего 30 секунд. Таким образом гибкость работы повышается, открывая дополнительные источники дохода, т.к. станция будет предоставлять востребованные услуги по стабилизации работы сети и компенсации частоты тока или обеспечивать номинальный ток.

Перспективные проекты

Компания Max Bögl планирует в будущем продвигать концепцию таких станций по всему миру, и LAPP тоже будет участвовать в зарубежных проектах. Для LAPP участие в подобных предприятиях не вызовет затруднений, т.к. требуемые типы кабелей могут произвести подразделения в Германии и других странах Европы. Значительным преимуществом является и наличие корпоративного технического центра в Сингапуре и производственных площадок в Китае, Индии, Южной Корее. Как заявил Андреас Мюллер: «Нашего опыта производства в странах Азии достаточно для обеспечения больших заказов при строительстве ветряных электростанций исключительного качества».

Больше фотографий на нашей странице в Facebook, а детали проекта можно прочитать здесь (англ).