Для монтажа огромных ветрогенераторов в Китае потребовалось создать не менее огромный подъёмный кран. Кран получился настоящим апофеозом инженерной мысли. Во-первых, он не требует большой опорной площадки, во-вторых, он самый высокий в мире, в-третьих, в нём реализована весьма специфическая система подъёма грузов. Кран разработала и создала китайская компания Zoomlion, а сама машина получила название LW3600-240NB.
Китай старается дотянуться до всех источников энергии, оставляя приоритет наиболее дешёвым, в частности, энергии ветра. Чем выше поднимаешься от земли, тем стабильнее и сильнее дует ветер. Этот факт заставляет строить ветряки не только выше, но и с лопастями большего размера. Только так удаётся сделать энергию ветра дешевле и доступнее. Китайские исполинские ветрогенераторы - само по себе сложное устройство, а их монтаж на высоте 80-этажного дома - настоящая инженерная проблема.
80 этажей над землей.
Размеры, характеризующие новый кран, созданный для монтажа гигантских ветряков, сопоставимы с современными небоскрёбами. По данным компании, машина может поднимать до 240 тонн груза и достигать высоты более 241 метра. Чтобы оценить всю мощь возможностей созданного крана, компания предлагает представить подъём 200 малолитражных автомобилей, закрепленных на крюке, на крышу 80-этажного здания.
На сегодняшний день машина стала самым высоким и самым большим в мире крановым решением для ветроэнергетики.
Анатомия высоты.
Как было отмечено выше, чем выше над землёй, тем сильнее и стабильнее дует ветер. А значит для получения более дешёвой энергии ветра надо строить ветряки выше и с большими лопастями. Так высота ступицы - оси вращения лопастей наземных турбин сегодня уже превышает 150 метров, а некоторые конструкции следующего поколения приближаются к 200 метрам.
Более крупные турбины с длинными лопастями захватывают огромную площадь воздушного потока, вырабатывая значительно больше электроэнергии. А значит можно получить большее число гигаватт меньшим количеством установок.
Однако погоня за высотой создает определённые сложности. Транспортировка и сборка многотонных лопастей и секций башен, вес которых может достигать сотен тонн, требуют специализированного подъёмного оборудования. Традиционные краны требуют обширных сборочных площадок, длительной подготовки грунта и значительного времени на развертывание. Всё это тормозит сборку ветряков, создавая простой, который влечёт за собой дополнительные расходы на этапе их возведения.
Технические характеристики нового крана.
Все вышеперечисленные проблемы производитель постарался учесть в своём кране LW3600-240NB. Кран заточен под установку турбин мощностью более 10 мегаватт с высотой ступицы более 200 метров.
По данным Zoomlion, для работы крана требуется относительно компактная монтажная площадка размером 35 на 55 метров и невысокая несущая способность грунта — всего 0,18 МПа.
Указанные характеристики подсказывают нам, что монтаж самого крана не настолько затратный, как подготовка традиционных кранов, предназначенных для сверхтяжёлого подъёма. Фактически, кран меньше "втаптывает" ландшафт в землю.
Сфера применения машины не ограничивается только ветряками. Производитель заявляет, что кран можно использовать для возведении мостов, электростанций, химических заводов и высотных промышленных объектов, то есть везде, где требуется рекордная высота подъёма при ограниченной площади застройки.
Теперь касаемо устойчивости конструкции. Понятное дело, что на высоте более 200 метров кран будет испытывать экстремальные нагрузки. Виной всему сильный ветер, создающий колоссальное давление как на конструкцию крана, так и на подвешенный груз, обладающий огромной парусностью.
Для того, чтобы кран попросту не сдуло, в его конструкции используется низкое передаточное отношение и высокопрочные кованые зажимные кольца, предназначенные для повышения структурной целостности и сопротивления ветровым нагрузкам. Производитель заявляет, что система способна безопасно функционировать при ветре до 10 баллов по шкале Бофорта. Иными словами, кран не сдует при сильном штормовом ветре.
В дополнение к этому, безопасность этапов монтажа и демонтажа обеспечивает технология синхронного домкратного подъёма с использованием двух цилиндров. Этот механизм позволяет плавно и без перекосов наращивать секции башни.
Не обошлось и без умной цифровой системы управления, которая в режиме реального времени контролирует сотни параметров на протяжении всей работы крана: от монтажа до демонтажа, предупреждая аварийные ситуации.
Вместо заключения.
В конце мне хотелось бы остановиться на цене всей ветровой энергетики: является ли она действительно чистой или приносит вред, если приносит, то насколько серьёзный?
Любой ветряк - это несколько тонн стали (башня), пластика (лопасти) и бетона (фундамент). Говорят, что в случае слабого ветра ветряки надо принудительно крутить, а это значит, что ко всему прочему нужно дизельное топливо. Изготовление ветряка, транспортировка всей конструкции к месту монтажа, работа мощных дизельных или гибридных кранов на месте - это весьма заметные выбросы CO₂. По истечении определённого времени пластиковые лопасти изнашиваются, а значит требуют замены и утилизации. Выгоднее ли всё это работы обычной угольной или дизельной ТЭЦ, которых в том же самом Китае довольно много? - вопрос весьма важный.
В долгосрочной перспективе - выгоднее.
Чем крупнее турбина, тем быстрее она "отбивает" свой углеродный след. Турбина мощностью более 10 МВт с высотой ступицы более 200 метров работает с гораздо большим коэффициентом использования установленной мощности (КИУМ), чем десяток маленьких турбин прошлого поколения. Она произведет гигаватт-часы чистой энергии гораздо быстрее, сводя на нет выбросы от своего создания в течение нескольких месяцев, а не лет.
Строительство одного гигантского ветрогенератора вместо нескольких маленьких требует меньшего объёма стали, бетона и пластика на единицу выработанной электроэнергии. Но, к сожалению, про переработку лопастей ветрогенераторов я не нашёл информации. Пока только удалось выяснить, что их закапывают. Сколько они будут гнить до полного разложения? - сложно сказать.
Другой вред, которые наносят природе ветрогенераторы - это негативное влияние на птиц, может быть и на летучих мышей. Китайские инженеры это учли. Теперь места установки ветряков они определяют с помощью систем радарного обнаружения пернатых, стараясь минимизировать вредное влияние на биосферу.
Лично я отношусь к ветрякам точно также, как к любым другим источникам энергии и не считаю, что они дают чистую энергию в полном смысле этого слова. Может быть я ошибаюсь. А Вы, что думаете о ветровой энергии?
Может быть интересно:
Благодарю Вас за прочтение и потраченное время.
Помочь умственному развитию автора можно здесь.
На что собираются деньги написано здесь.
Чтобы не пропустить новые интересные публикации рекомендую Вам подписаться на телеграм-канал, указанный в профиле Дзен-канала.