GE устанавливает первую в мире спираль

Самые сильные ветры, как правило, дуют выше, но, как показывает исследование 2022 года, установленные выше турбины, улавливающие более сильный ветер, не обязательно обеспечивают самую низкую стоимость энергии. Действительно, если учесть затраты на более прочные фундаменты и более высокие и прочные башни, то все, что превышает 120 м (394 фута), имеет тенденцию приводить к более дорогой электроэнергии – а на рынке, столь же чувствительном к ценам, как и энергия, это плохие новости.

По данным NREL, где-то около половины приведенной стоимости энергии (LCoE) в средней коммерческой ветроэнергетической установке приходится непосредственно на стоимость самих ветряных турбин. Из них почти половина денег находится в гондоле наверху, а остальная часть разделена между роторами, которые дают около 13,7% LCoE, и самой башней - около 10,3%.

Но по мере того, как башни становятся больше, их доля в первоначальных капитальных затратах (капитальных затратах) увеличивается непропорционально. Башня высотой 110 м (361 фут) может составлять 20% капитальных затрат проекта, а башня высотой 150 м (492 фута) — 29% стоимости. И это не говоря уже о дополнительных логистических проблемах, связанных с работой с такой массивной техникой.

Компания Keystone заявляет, что у нее есть решение для строительства башен, которое снижает цену на большие башни настолько низко, что «делает энергию ветра самым дешевым доступным источником энергии не только на открытых равнинах, но и во всем мире».

Идея достаточно проста; Вместо того, чтобы создавать несколько цилиндрических «банков», доставлять их грузовиком на площадку турбины и сваривать вместе, чтобы создать окончательную конструкцию башни, Keystone предлагает быстро построить на месте небольшие производственные мощности, а затем доставить на грузовиках рулоны стали навалом или даже плоские листы, которые можно сваривать вместе, образуя более длинные полосы. Эти рулоны или полосы подаются на угловые гибочные машины, которые сгибают их в спиральную форму, которая непрерывно сваривается вдоль линии соединения по мере поворота стали. Большая часть процесса автоматизирована, как вы можете видеть на видео ниже.

В результате, по словам Keystone, башни во всю длину или более короткие секции, если это проще с логистикой, производятся в 10 раз быстрее, чем их может сделать стандартный завод, используя до 80% меньше рабочей силы. Можно также сэкономить на фундаментах, используемых для спирально-сварных башен. Завод может быть готов к работе примерно через месяц, а строительство на месте означает, что вы можете изготавливать такие секции большого диаметра, которые просто не могли бы поместиться под мостами, если бы вы производили их на заводе и отправляли.

По данным Reuters, это транспортное ограничение в настоящее время ограничивает максимальный диаметр до 4,3 м (14 футов), что ограничивает высоту башни примерно до 80 м (262 фута). Технология Keystone может масштабироваться для производства башен диаметром более 7 м (23 фута) и высотой до 180 м (590 футов) и более. Таким образом, береговые ветряные электростанции могут использовать более высокие башни с более длинными лопастями, приводить в действие более крупные турбины и производить больше энергии.

Спиральная сварка — это хорошо зарекомендовавшая себя технология изготовления трубопроводов, поэтому процесс создания и контроля качества этих длинных секций труб уже проверен. Keystone утверждает, что это также приводит к «лучшим характеристикам усталости и устойчивости», что позволяет изготавливать башни заданной высоты с использованием меньшего количества стали. А поскольку производственный завод по сути своей мобильный, его достаточно легко временно разместить рядом с доком и расстрелять десятки секций или целые башни для морских установок.

Хотя передвижной завод является ключевой частью деятельности компании Keystone, компания также открыла собственное производство в Техасе и на этом заводе изготовила башню для своей первой активной установки в сотрудничестве с General Electric Renewable Energy.

Этот первый продукт представляет собой спирально-сварную башню длиной 89 м (292 фута) для турбины GE 2,8-127. Башня сертифицирована на 40 лет и предназначена для простой замены стандартных вышек GE. Предположительно, это послужит хорошим примером коммерческого масштаба, на основе которого можно будет продолжить работу.

Конечно, Keystone на данный момент представляет собой небольшое предприятие, выживающее в основном за счет грантов правительства США. В таком производстве вам нужна экономия за счет масштаба, прежде чем вы сможете начать обещать клиентам большую экономию. Но башня, очевидно, составляет значительную часть стоимости готовой ветряной турбины, а также является ограничивающим фактором в уравнении размера и мощности, поэтому технология спиральной сварки Keystone все же может стать сильным рычагом, с помощью которого можно будет изменить затраты на возобновляемые источники энергии.