Провинция Гуандун сейчас один из крупнейших центров офшорной ветроэнергетики мира. Уже сейчас в нем работают около 15% всех морских турбин мира, а в ближайшие годы лес ветряков будет стремительно расти, власти планируют более чем удвоить его. Здесь куются стандарты и подходы, которые определят, какими станут ветрогенераторы будущего.
100 тайфунов должен выстоять морской ветряк в Китае: как справиться с таким испытанием
Прибрежные районы южного Китая дважды в год попадают под удары сезонных тайфунов — самых мощных штормов на планете. Не случайно именно китайские инженеры научились строить самые устойчивые к ураганам ветрогенераторы.
4C Offshore
Содержание
Самые опасные, и самые лакомые
Парадокс китайской ветроэнергетики в том, что самые мощные и стабильные ветровые ресурсы сосредоточены в районе прохождения тропических циклонов. Азиатские тайфуны — это, по сути, тот же тип шторма, что и ураганы. Название лишь указывает на то, что они происходят не в Атлантике, а в Тихом океане.
Тайфун = Ураган. Первые происходят в Тихом океане, вторые — в Атлантике.
При этом азиатский вариант сильнее, со скоростями ветра более 240 км/ч. В отличие от атлантических ураганов, тайфуны часто меняют направление и интенсивность буквально за минуты — что делает нагрузку на турбины еще более экстремальной.
Тайфун из космоса: спутниковый снимок и карта погодного радара.
Урок на $70 миллионов
Проблему всерьез осознали после супер-шторма Саоми в 2006 году, пишет автор BBC Сяоин Ю в репортаже, посвященном китайским тайфунам и турбинам. Тогда в провинции Чжэцзян он уничтожил 27 наземных турбин, из них 5 полностью рухнули, причинив убытки на $70 миллионов.
Тайфун Саоми разрушил 25 ветряных турбин в 2006 году.
Этот случай стал поворотной точкой. Отрасль начала всерьез работать над новыми подходами, которые позволили бы создавать штормоустойчивые ветрогенераторы.
Как турбина борется с ураганом
Любой ветряк, будь то в Европе, Азии или Австралии, имеет встроенную систему защиты от непогоды. Когда ветер достигает предельной рабочей скорости, турбина автоматически отключается или ее останавливают удаленно. Она переходит на питание от внутреннего дизель-генератора или аккумулятора, поддерживающего систему управления: она поворачивает гондолу и лопасти навстречу ветру и меняет угол атаки, снижая нагрузку.
Новая инженерия ветра
Как выяснилось, этого недостаточно, если речь идет о ветровых нагрузках, типичных для ветроэлектростанций в Желтом море, пишет Ю. Ради создания особых ветряков, способных выдержать местные условия, Китай создал целую ветвь технической науки.
Среди ее разработок — ультрапрочный бетон: он в четыре раза прочнее обычного и выдерживает давление свыше 115 МПа. Улучшаются модели прогнозирования ударов ветра, системы мониторинга и алгоритмы управления.
Что говорит китайский ГОСТ
В КНР существует национальный стандарт на турбины «тайфунного типа». Чтобы ему соответствовать, ветрогенератор должен выдерживать средний ветер скоростью до 198 км/ч в течение 10 минут.Международный стандарт IEC для «тайфун-класса» чуть более требователен: 205 км/ч в течение 10 минут и порывы до 290 км/ч длительностью 3 секунды.
Однако сертификация по этим нормам добровольная, а не обязательная. При этом, некоторые турбины в Китае, не имеющие сертификата, на практике пережили реальные штормы, доказав свою устойчивость.
Супертайфун проверил на прочность
В сентябре 2024 года на Гуандун обрушился тайфун Рагаса. Он прошел над тремя провинциями, затронув 1 345 турбин компании Mingyang и 260 оператора Goldwind. Все они выдержали удар. Успех стал возможен благодаря точным и быстрым прогнозам, заранее подготовленным сценариям и системе мониторинга, реагирующей на изменения скорости и направления ветра.
Другие шторма по-прежнему наносят урон. Тем же летом опоры семи только что построенных ветряков подломились, и они упали на землю во время тайфуна Яги. Все они не были подключены к сети, поэтому не могли развернуться навстречу ветру. Кроме них, обрушилось еще пять работающих турбин. Ущерб снова достиг восьмизначных цифр.
Китайский опыт интересен соседям
В ближайшие годы Китай может стать мировым лидером в направлении ураганоустойчивых ВЭС, отмечает BBC. Европейские шторма не так сильны, и этим вопросам инженерной науки уделяется меньше внимания. США пока отстают: офшорных ветропарков в регионах ураганов там пока нет.
Поэтому страны Юго-Восточной Азии пристально следят за китайскими разработками. Многие из них находятся в той же ситуации: богатые ветровые ресурсы сочетаются с ежегодными штормами. Китайские технологии и стандарты становятся образцом для тех, кто хочет строить надежные ветряные станции.