Росатом Возобновляемая энергия
1.34K subscribers
1.48K photos
84 videos
11 files
222 links
АО «Росатом Возобновляемая энергия» - дивизион Госкорпорации «Росатом», отвечающий за реализацию программ в новой энергетике.

Официальная группа в ВК: https://vk.com/rosatom_renewables
加入频道
#ВетроэнергетическийАлфавит

При производстве электрической энергии с использованием возобновляемых источников возникает проблема непостоянства их мощности. Поэтому энергию источника при её избытке необходимо запасти в накопителе энергии, а затем расходовать эту накопленную энергию в необходимом количестве.

Накопитель энергии – это устройство, воспринимающее, сохраняющее и выделяющее энергию для использования без преобразования её вида. Накопители энергии различаются объёмом запасаемой энергии, скоростью её накопления и отдачи, удельной энергоёмкостью (плотностью накопленной энергии), возможными сроками её хранения и другими параметрами, включая надёжность и стоимость изготовления и обслуживания.

Накопители энергии делятся на 3 основные группы: накопители электроэнергии (электрические аккумуляторы, ёмкостные и индуктивные накопители), накопители механической энергии (статической и динамической) и накопители тепловой энергии (с фазовым переходом и без него).
#ВетроэнергетическийАлфавит

Ранее мы уже рассказывали, что мощность ветроэнергетической установки зависит от скорости ветра, площади ометаемой поверхности и эффективности ВЭУ других факторов (турбулентность ветропотока, плотность воздуха, равномерность распределения скорости ветра по ометаемой площади и т.д.).

Ометаемая площадь – это площадь поверхности, описываемой лопастями при их вращении.

Многие думают, что чем больше лопастей у ветротурбины, тем она лучше работает и мощнее. Это не так. Современные ветротурбины забирают энергию со всей ометаемой площади лопастей, а не только с площади самих лопастей.

Ометаемая площадь ВЭУ Росатома составляет около 7,9 тыс. м2, а это больше, чем площадь футбольного поля (7140 м2)😱
#ВетроэнергетическийАлфавит

И сегодня буква П на барабане 😅

Подстанция — место, которое наши специалисты называют «сердцем» ветроэлектростанции.

С помощью оборудования, которое тут располагается, происходит преобразование и выдача мощности, начиная от ветроэнергетической установки и далее через электрическую сеть — потребителям.

Конструктивно она состоит из трех основных частей:
- закрытое распределительное устройство, куда непосредственно приходит энергия от ветроустановок;
- два силовых трансформатора, которые преобразуют класс напряжения 35кВ в напряжение 330;
- открытое распределительное устройство 330кВ, с помощью которого и осуществляется выдача мощности в электрическую сеть.

Уникальность этой подстанции заключается в том, что это единственная подстанция в России, которая преобразует напряжение 35 на 330кВ.
Продолжаем изучать #ВетроэнергетическийАлфавит, и сегодня на очереди - ротор.

Ротор или ветроколесо – это ступица с 3-мя лопастями. Ротор преобразует энергию ветра в энергию вращения главного вала. Классическая схема современных ВЭУ предполагает использование трехлопастных роторов, размещенных на горизонтальной оси.

Основная характеристика ротора – его диаметр: чем он больше, тем больше площадь ометаемой поверхности, и, соответственно, больше энергии ветроустановка может «снять» с набегающего воздушного потока.

Увеличение диаметра ротора возможно за счет изменения длины лопастей, что ведет к увеличению их веса и повышению требований к прочностным характеристикам возникающих нагрузок. Однако, увеличение длины лопастей (и высоты башен) – очевидный тренд развития ветроустановок, ведущий к росту их единицы мощности, поэтому в ветроэнергетике продолжается совершенствование профилей лопастей, материалов для их изготовления и систем их поворота.

На современных ветроустановках используют специальные системы управления, анализирующие изменения направления и скорости воздушного потока, для выбора оптимального положения гондолы и угла атаки лопастей. Подстройка происходит до того, как поток с полученными характеристиками достигнет лопастей ротора, поэтому ротор и гондола будут к этому моменту находиться в наилучшем положении для «съёма» энергии потока. А также это актуально в периоды порывистости и частой смены направления ветра на площадке ВЭС.
Давно у нас не было рубрики #ветроэнергетический_алфавит. Сегодня на очереди буква «С» и сборка ВЭУ.

Сборка ветроэнергетической установки – трудоёмкий процесс, который можно разделить на три этапа:

🟠На первом этапе происходит предварительная сборка ВЭУ на площадке с помощью 160-тонного крана и вспомогательной техники. Секции башни собираются из отдельных сегментов. Основание (первая секция) собирается сразу на фундаменте. Далее из стальных листов монтируют секции со 2-ой по 7-ю. Последняя, 8 секция, цельная и выполнена в форме конуса.

🟡Второй этап – это последовательная установка 2-5 секций ВЭУ с помощью кранов в 160 и 350 тонн.

🟢Третий этап начинается со сборки на площадке мобильного гусеничного крана весом от 500 до 800 тонн. С помощью этого крана монтируются секции башни с 6-ой по 8-ю. После идет установка гондолы, генератора, сборка и монтаж ротора ВЭУ.

Установка каждого крупного элемента ВЭУ – стыковка, монтаж, подтяжка, занимает порядка 4-х часов. Время установки очень сильно зависит от погодно-климатических условий. Сила ветра не должна превышать 12 м/с. Окончательное закрепление конструкции происходит в процессе стяжки. На каждом элементе есть группа шпилек, которые насаживаются на посадочные места и гайками притягиваются до своего окончательного положения.
Общий срок сборки наземных ВЭУ занимает порядка 2-3 дней.

По данным Европейской ветроэнергетической ассоциации, сборка морских ВЭУ требует больше времени, так как их строительство началось сравнительно недавно.
😮Однако в 2023 году компания Goldwind из Китая установила 16-мегаваттный ветрогенератор в море всего за 24 часа. Установленная модель ВЭУ имеет диаметр ротора в 252 метра и охватывает площадь, сопоставимую с семью футбольными полями. Новый рекорд скорости монтажа позволяет заметно снизить строительные затраты при возведении офшорных ветропарков, а значит и снижает стоимость произведенной ими энергии.

#сборкаВЭУ #ВетроэнергетическийАлфавит
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Продолжаем изучать #ВетроэнергетическийАлфавит. Сегодня на очереди буква «Т».
⚙️Рассмотрим работу гидравлического тормоза гондолы и генератора.

Тормозная система гондолы и генератора устроена аналогично системе автомобиля или велосипеда. Она включает в себя тормозной диск и гидравлические суппорты*, в которые подается тормозная жидкость под давлением от гидравлического агрегата.

Устройство тормозного диска: диаметр – 2,833 метра, а вес – 716 кг. Тормозной диск закреплен неподвижно относительно башни ветроустановки.
Гидравлические суппорты – на литой раме гондолы установлено 3 тормозных суппортов, каждый весом по 110 кг. В генераторе 2 тормозных суппортов. Они останавливают вращение ротора со ступицей. Тормозные суппорты генератора меньше тех, что в гондоле – 76 кг. Работают от одного гидравлического блока, что и суппорты поворота гондолы.

🌬Как происходит процесс активации тормозной системы:
– Поворот головной части ВЭУ. Начинается по сигналу метеостанции о направлении ветра.
– Активация гидравлического агрегата. После сигнала метеостанции о завершении поворота гидравлический агрегат получает команду на включение. Компрессор нагнетает давление в гидросистеме.
– Зажатие тормозного диска. Тормозные колодки суппортов зажимают тормозной диск, фиксируя гондолу до получения следующей команды на поворот.
Эти принципы обеспечивают безопасное и контролируемое замедление и остановку гондолы в случае необходимости.

*Суппорт — это один из узлов тормозной системы, предназначенный для перемещения и прижатия тормозной колодки к диску. По сути, суппорт – одна из важнейших механических деталей тормозной системы, которая наряду с другими деталями отвечает за эффективное замедление во время торможения.
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Изучаем #ВетроэнергетическийАлфавит, и сегодня очередь буквы «У» – угол атаки лопастей.
Система изменения угла атаки лопастей в ВЭУ «Росатома» находится в ступице. Угол атаки определяет, под каким углом лопасть встречает поток воздуха и какую часть энергии набегающего потока перенаправить во вращательное движение ступицы.

При повороте лопасти «плоской» стороной к набегающему потоку воздуха энергия, перенаправленная на вращение ступицы, увеличивается. При усилении ветра лопасти разворачиваются для сохранения оптимальной скорости вращения ступицы с ротором.

Оптимальный угол атаки зависит от ряда факторов, включая скорость ветра и тип ветрогенератора. Для каждого ветрогенератора существует определенный диапазон скорости вращения ступицы с ротором, в котором он работает наиболее эффективно. Угол атаки лопастей меняется для сохранения оптимальной скорости вращения ступицы с ротором ветрогенератора при изменении скорости ветра.

Рассчитать оптимальный угол атаки лопастей можно с помощью аэродинамических моделей и компьютерных программ. Эти инструменты учитывают множество факторов, включая профиль лопасти, скорость воздушного потока и усилие, требуемое для поворота ступицы. Изменение угла атаки может повлиять на усилие, преобразующееся во вращательное движение, а следовательно, и на количество производимой энергии.
С вами рубрика #ВетроэнергетическийАлфавит и буква «Ф» - фундамент 🙌

Фундамент ВЭУ представляет собой массивную конструкцию из монолитного железобетона (круглая в плане и переменной толщины), возведение которой состоит из нескольких этапов.

На первом этапе создаётся свайное основание, включающее 18–20 буронабивных свай, а иногда и 22. Глубина свай варьируется в зависимости от инженерно-геологических условий местности и может достигать 30 метров, в среднем одна свая составляет 23 метра. В результате свайного основания получается около 500 кубометров бетона.
Буронабивные сваи представляют собой скважину в грунте, усиленную арматурным каркасом и заполненную бетонной смесью. Буровая установка бурит скважину, куда помещается арматурный металлический каркас, где через бетонолитную трубу подаётся бетон. Затем труба постепенно извлекается, и скважина заполняется бетоном. В результате получаются прочные бетонные цилиндры.

Затем на это основание выполняется армирование ростверка* с использованием примерно 60 тонн арматуры. Во время армирования задействовано около 30 человек, при этом работа ведётся круглосуточно в течение недели.
Во время армирования устанавливается анкерная корзина*, на которую впоследствии монтируются первые элементы башни ВЭУ. В процессе бетонирования используется порядка 25 единиц техники и около 50 человек. Это тщательный и кропотливый процесс, требующий внимания и точности. В фундаменте ВЭУ содержится около 450 кубометров бетона, что составляет почти тысячу кубометров в свайном поле и основании фундамента. Этот большой объём бетона служит якорем для поддержки установки во время её работы.

После завершения бетонирования фундамента начинается уход за бетоном, занимающий приблизительно 5–10 дней, в течение которых лаборатория и специалисты строительного контроля тщательно следят за температурным режимом для достижения необходимой прочности фундамента. Для достижения требуемой прочности бетона/фундамента требуется 28 суток. После набора прочности, осуществляется шлифовка фундамента и нанесение гидроизоляции. Затем проводится обратная засыпка с послойным уплотнением катками и отсыпка площадки около фундамента ВЭУ, в целях установки кранов высокой грузоподъёмности для осуществления монтажа ВЭУ. Подземная часть фундамента ВЭУ имеет диаметр около 20 метров, который не виден снаружи.

*Ростверк — это верхняя часть основания, которая обычно соединяет сваи или столбы. Он нужен для равномерного распределения нагрузок на основание.
*Анкерная корзина — это анкерный блок, который используется для прочного крепления башни ВЭУ к фундаменту.
#ВетроэнергетическийАлфавит

Буква «Х» – синХронный многополюсный генератор.
Генератор — компонент ветроэнергетической установки (ВЭУ), в котором кинетическая энергия ветра преобразуется в электрическую энергию переменного тока.

В составе ветроэнергетических установок «Росатома» используются синхронные генераторы с возбуждением магнитного поля от постоянных магнитов. Такой тип генераторов имеет ряд преимуществ перед другими типами генераторов. У него отсутствуют:
— электрическая система возбуждения,
— контактные кольца,
— щеточные механизмы.
Конструктивное исполнение с передачей вращения от лопастей напрямую на ротор генератора исключает использование мультипликатора (устройства, увеличивающего частоту вращения ротора). Описанные особенности делают изготавливаемый генератор более надёжным и простым в обслуживании, а также обеспечивают высокую производительность и эффективность.

При прохождении ветра через лопасти ротор ВЭУ приходит во вращение. Установленные на роторе постоянные магниты формируют магнитное поле в обмотках генератора, изготовленных из медных проводников. В результате на выводах обмоток генератора появляется переменное напряжение, величина и частота которого зависят от скорости ветра и скорости вращения ротора генератора. Чем выше скорость ветра, тем больше мощности способен выработать генератор. Используемые в конструкции генератора неодимовые магниты имеют самую высокую коэрцитивную силу среди всех существующих магнитов, что позволяет создать мощное магнитное поле при сохранении компактных размеров и малого веса магнитов.

Генератор, используемый в ВЭУ «Росатома», имеет массу 49,5 тонны, диаметр 4,3 метра и состоит из 368 206 компонентов. Его мощность составляет 2,5 МВт, а для изготовления генератора требуется 300 000 пластин электротехнической стали. Масса магнитов — 3,3 тонны, а масса медных проводников, из которых изготовлены обмотки генератора — 3,9 тонны.
Рубрика #ВетроэнергетическийАлфавит и сегодня у нас буква «Ч».

VR-обуЧение – Обучение в виртуальной реальности (VR) представляет собой технологию, имитирующую реальный мир и создающую окружение, в котором обучающийся может взаимодействовать с виртуальными объектами и ситуациями.

На заводе АО «Росатом Возобновляемая энергия» оборудован специальный обучающий класс для повышения квалификации персонала. Его особенность заключается в том, что сотрудники после теоретической подготовки осуществляют сборку ключевых компонентов ветроустановок в виртуальном пространстве, после чего применяют знания на практике.

Комплект VR состоит из специальных очков, ноутбука с программным обеспечением и внешних датчиков. Его можно установить в любом помещении для имитации присутствия ученика в цехе сборки. Надевая 3D-очки, человек попадает в виртуальный цех, где, используя различные инструменты, последовательно проходит все операции сборки агрегатов ветроэнергетической установки.

Программа позволяет отработать все этапы сборки узлов ВЭУ (гондолы и ступицы) или сосредоточиться на одном из них в случае возникновения сложностей. Виртуальный курс разработан по заказу нашего дивизиона специально для программы обучения сотрудников сборочному производству отдельных узлов ветроэнергетических установок. С помощью VR-технологий мы совершенствуем практические навыки уже подготовленного персонала и обучаем вновь принятых сотрудников без отрыва от производства. После завершения VR-обучения сотрудники допускаются к работе в цеху.