Ветровая турбина Fennec от ОКБ Атом

• 
•  © okbatom.ru

Очевидным трендом в области глобальной энергетики уже несколько лет является экологичность. «Зеленая» энергия — не просто дань моде, а забота о стабильном развитии. Ветровая энергетика, вероятно, одно из самых прогрессивных направлений этого тренда.

ЗАДАЧА

Максим Кузин, главный конструктор: «Интерес к ветровой энергетике у нас появился благодаря коллегам из УВЗ, рассказавшим о некоторых амбициозных задачах в этой отрасли и соответствующих им рыночным возможностям. Мы выработали несколько гипотез, провели исследовательскую работу, и сформировали набор характеристик, которым должна удовлетворять установка. Среди них — устойчивость к экстремальным климатическим и сейсмическим условиям, возможность применения от крайнего Севера до африканской пустыни, длительный ресурс, удобство транспортировки и легкость развертывания.

Безусловно создание нового продукта всегда сопряжено с трудностями. Традиционный фактор — время. Работать приходится в очень сжатых сроках, тем не менее предвосхищая и опережая задачи будущего, анализируя мировой опыт и объединяя его с потребностями и проблемами современности.

• 
•  © okbatom.ru

К идее применения гиперболоидных оболочек нас вдохновили работы российского инженера Владимира Григорьевича Шухова. Этой работой мы дали новый виток развития его трудов, переведя их из статичной плоскости в полноценную динамику».

Вычислительные мощности для выполнения инженерных расчетов на суперкомпьютере «Минин» предоставлены нашими коллегами из ЦНИИ «Буревестник».

• 
•  © okbatom.ru

КОНСТРУКЦИОННЫЕ ОСОБЕННОСТИ

Fennec это ветровая турбина с длительным сроком автономной работы (без сервисного обслуживания) и с общим сроком эксплуатации — порядка 50 лет в самых агрессивных условиях. Чтобы обеспечить такие возможности, потребовалось применить нестандартные конструкторские решения и технологии. Большая часть деталей ротора изготовлена из сплавов алюминия, применяемых в авиации: Д16, АД31, АМг2Н2. Они обладают высокой коррозионной стойкостью и необходимыми механическими характеристиками. При этом вес 6-ти метровой лопасти составил всего 5 кг.

В результате мы создали действительно компактную ветровую установку, на базе которой можно строить распределенные сети. Конструкция ротора, позволившая добиться требуемой компактности, высокой механической прочности, низкой частоты вращения и пусковой скорости оказалась не совсем традиционной и представляет собой гиперболоидную оболочку, построенную из алюминиевых лопастей с оптимальным аэродинамическим профилем.

• 
•  © okbatom.ru

• 
•  © okbatom.ru

• 
•  © okbatom.ru

ИСПЫТАНИЯ

Максим Кузин, главный конструктор: «Внутренние испытания мы провели в Москве. Отработав схему монтажа, проверили механическую прочность и устойчивость. Продули потоком скоростью до 10 м/с. Получив ожидаемые штатные показатели, подтвердили расчеты и убедились в эффективности всех систем.

Первым „боевым“ испытанием ветровой турбины стала демонстрация на международной выставке вооружения IDEX в Баку, который, к слову, именуют „городом ветров“. Нам повезло в течение 10 дней выставки застать очень хороший набор погодных условий: штормовой ветер с холодным проливным дождем сменяло жаркое солнце. Увидели работу установки в сложных климатических условиях, оценили заложенные меры подготовки к ним, собрали ценную информацию, которая уже во втором образце позволила заложить ряд усовершенствований. Также любопытно было увидеть, что фактическая выработка энергии происходит даже при малом ветре в 3 — 4 м/с, что является недостижимым показателем для ближайших мировых аналогов».

• 
•  © okbatom.ru

ПРЕИМУЩЕСТВА

Основным преимуществом ветровой турбины Fennec перед ветрогенераторами других производителей является возможность извлекать энергию там, где другие решения эффективно работать не могут. Например, для возможности применения в городской черте необходимо сделать ротор предельно тихоходным, тем самым снизив уровень кинетической угрозы и шума, сохранив при этом приемлемую удельную выработку. В труднодоступных горных регионах компактность установки имеет решающее значение, так как доставить и закрепить объекты больших размеров в такой местности не всегда возможно. В свою очередь, в пустыне важно надежно защититься от песка (который в этом случае выступает в роли абразива) и резких суточных колебаний температуры (от +56 до -12 градусов по Цельсию).

Турбина Fennec Aerograde 4 работает на очень низкой частоте (60 — 90 об/мин), бесшумно и не передавая вибраций на опору. В ней применяются подшипники высочайшего класса, а нагрузка распределяется одновременно на несколько узлов, трущиеся части которых надежно загерметизированы. Все эти факторы вместе существенно увеличивают ресурс и межсервисный период работы. Телеметрическая система позволяет следить за состоянием оборудования и управлять им удаленно. Турбина транспортируется в собранном виде в стандартном 20-ти футовом контейнере, что существенно снижает логистические затраты.

• 
•  © okbatom.ru

• 
•  © okbatom.ru

• 
•  © okbatom.ru

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ

В первую очередь мы рассчитываем на внимание ресурсодобывающих и энергетических корпораций, а также компаний, работающих в труднодоступных регионах и сложных климатических условиях, ряд которых заявил о твердом намерении существенно нарастить долю возобновляемых источников энергии в общей картине потребления.

Помимо этого мы представим комплексные инфраструктурные проекты, построенные на базе наших технологий и продуктов, позволяющие осваивать и развивать регионы со сложными условиями. Одним из первых решений будет комплексная транспортно-энергетическая инфраструктура, система связи и производство пресной воды.

В дополнение к основным преимуществам ветровой турбины Fennec, таким как компактность, безопасность, длительный срок эксплуатации и применение в любых климатических условиях, важной особенностью является возможность построения на ее базе надежных и легко обслуживаемых электросетей. В отличие от классических ветровых электростанций, где вся мощность обеспечивается одной большой турбиной, а в случае неполадок выработка энергии полностью прекращается, сеть ветровых установок Fennec состоит из независимых модулей, где выход из строя одной или нескольких турбин не влечет за собой отказ всей системы и позволяет станции работать автономно до приезда технического специалиста.

• 
•  © okbatom.ru

Кстати, а вы знали, что на «Сделано у нас» статьи публикуют посетители, такие же как и вы? И никакой премодерации, согласований и разрешений! Любой может добавить новость. А лучшие попадут в телеграмм @sdelanounas_ru. Подробнее о том как работает наш сайт здесь👈