Трикутні плаваючі вітряки зроблять морську вітрогенерацію дешевшою

У Середземному морі буде випробувано нову вітряну електростанцію X90, яка обіцяє більш швидку і дешеву установку та експлуатацію. Головна відмінність від традиційних вітряних турбін: ротор нерухомо закріплений на трикутній платформі, а не рухомо на щоглі. Платформа, подібно до флюгера, вся повертається назустріч вітру, тому лопаті завжди спрямовані за вітром. Відсутність щогли дає змогу використовувати більш гнучкі лопаті, що підвищує ефективність і надійність конструкції. Перша електростанція X90 матиме потужність 6 МВт, але вже проєктується серійна комерційна платформа потужністю понад 20 МВт.

Розміщення вітряних електростанцій у морі здається логічним рішенням. Морські бризи, як правило, дмуть більш регулярно, ніж вітри на суші. Відкрита вода забезпечує більш передбачуваний і надійний режим вітру. Розміщення вітряних електростанцій на суходолі часто вимагає придбання або оренди землі, що може бути проблематично. У морі таких складнощів менше. Але інженерні труднощі встановлення турбін у морі настільки великі, що часто переважують переваги. Турбіни мають бути надзвичайно міцними, щоб витримувати сильні вітри і морське середовище. Лопаті необхідно виготовляти з матеріалів, які не деформуються під навантаженням і не можуть випадково зачепити щоглу. Для утримання турбін на місці потрібні потужні системи швартування. Їх встановлення – дорогий і складний процес.

NextFloat+ – це консорціум, очолюваний барселонською компанією X1 Wind. До нього також входять Technip Energies і NextFloat Plus SAS. Мета проекту – будівництво прототипу вітряної електростанції потужністю 6 МВт під назвою X90. Вона являє собою трикутну плавучу платформу з однією турбіною, яка збирається на березі, а потім буксирується до місця установки. Проєкт отримав грант у 13,4 млн євро від Європейської комісії.

X90 використовує одноточкове швартування (SPM) і систему якоря з натяжними тросами (TLP), для встановлення якої не потрібно спеціального важкого обладнання. Система TLP являє собою трикутну конструкцію, яка плаває на поверхні води. Три троси з’єднують її з якорями, розташованими на морському дні на глибині понад 500 метрів. Троси натягнуті, щоб утримувати платформу на місці. Для всіх трьох тросів використовується одноточкове швартування, що дає змогу платформі пасивно повертатися проти вітру. До того, як платформу X90 спустять на воду, на морському дні за допомогою системи швидкого з’єднання встановлюють систему швартування. Це дає змогу платформі легко зафіксуватися після прибуття в точку монтажу.

Ця установка спроектована як “вітряк навпаки”. Зазвичай вітряні турбіни звернені обличчям до вітру, а вся конструкція повертається на верхівці щогли в міру зміни напрямку вітру. Це означає, що щогла повинна витримувати великі навантаження, а лопаті ротора – кріпитися максимально жорстко, інакше вони можуть зачепити щоглу, що, м’яко кажучи, небажано.

На відміну від традиційних установок, X90 використовує нерухомий ротор, закріплений на платформі. Сама ж платформа, подібно до флюгера, повертається назустріч вітровому потоку. Таким чином, вітер штовхає лопаті ззаду, а не спереду. Відсутність щогли дає змогу відмовитися від жорстких конструкцій лопатей – вони можуть вільно згинатися під навантаженням. Ця інновація робить X90 не тільки легшим порівняно з традиційними установками, а й дешевшим і простішим в обслуговуванні.

Система кріплення і сама турбіна займають менше місця на морському дні, зменшуючи загальний вплив на морське середовище. Модульна конструкція X90 також сприяє її масштабуванню. Інженери вже проєктують серійну комерційну платформу потужністю понад 20 МВт.