В последнее время интерес к экологически чистым источникам энергии возрастает. В связи с этим потенциал отрасли тоже стремительно растет. Развитие «зеленой энергетики» взяли на себя российские разработчики из Сибири, проектирующие уникальные станции.
На Красноярском машиностроительном предприятии «ОКБ МИКРОН» (специализируется на выпуске горно-шахтного оборудования, изделий из цветных металлов и редукторов) считают, что для РФ имеющиеся ресурсы дешевой угольной и атомной энергетики недостаточны, а вопрос альтернативной энергетики должен решаться с использованием других подходов. Специалисты компании увидели потребность изолированных регионов страны в специализированных энергетических системах. Именно в этой рыночной нише применение разработанной компанией технологии экономически выгодно уже сегодня. Кроме того, в настоящее время в мире нет оборудования, отвечающего описанным ниже требованиям. В разработке компании — новые ВЭУ для электроснабжения временных объектов и поселений, находящихся на изолированных труднодоступных территориях России. Специалисты работают над собственным флагманским проектом «ТеРУС», цель которого — разработка и производство автономных ветроэнергетических комплексов комбинированной электро- и теплогенерации на базе уникальных ветровых энергетических установок.
Инновационный проект не похож на традиционную ветроэнергетику в очень многих аспектах. Продиктовано это особенностями технического задания, которые учитывают сложности логистики удаленных регионов, необходимостью снижения веса доставляемого оборудования, увеличенным ресурсом и прочими аспектами, которые не могут быть удовлетворены существующими на рынке техническими решениями.
Как это работает
Ветрогенератор «ТеРУС» позволяет исключить некоторые этапы получения энергии, вырабатывая сразу тепловую. Установка комплекса соответствует природным условиям Сибири и крайнего севера. Конструктивные решения позволяют работать при температуре до –70°С и при небольшом ветре. Поэтому у ветряка пять лопастей, а не три, рассказал руководитель проекта Иван Тисленко.
«Нет ничего удивительного в физическом процессе получения тепла от ветряка. В электрогенераторе идут потери на тепло, и мы решили их использовать как полезную энергию. По статистике, тепловой энергии вырабатывается гораздо больше, чем электрической. Но без электричества тоже никуда, и у нас в разработке комбинированная система генерации. Мы не преобразуем электричество в тепло, но доля выработки электроэнергии при необходимости может достигать 50 %. Наши ветрогенераторы не предназначены для создания больших ветропарков. Это, скорее, точечное энергообеспечение. Для небольших посёлков, отдельно стоящих промышленных зданий», — объясняет Иван Тисленко.
Тепловетрогенерационный комплекс «ТеРУС» работает так: вращение ротора с постоянными магнитами создаёт магнитное поле. Вихревые токи нагревают статор, в который заведён жидкостный контур, забирающий тепло. Жидкость через систему трубопроводов идёт на оборудование, которое снимает тепло для потребителя и для аккумулирующих ёмкостей. Благодаря системе аккумулирования тепла, комплекс способен автономно работать в условиях безветрия до 10 суток, а себестоимость выработки энергии составляет 4,5 руб/1 КВт. ч. при скорости ветра 7 м/с. сложности транспортной инфраструктуры Сибири и Дальнего Востока разработчики тоже учли — сборка ветрогенератора происходит в горизонтальном положении, после чего конструкция поднимается штатными механизмами, без использования специальной техники.
Реализация задуманного
В 2022 году в рамках правительственной программы «Развитие промышленности и повышение ее конкурентоспособности» предприятие заключило соглашение с министерством промышленности и торговли РФ на НИОКР ветроустановки. До конца 2024 года компания изготовит действующий прототип ветряка. В последующие три — планирует организовать серийный выпуск. Сейчас компания работает над прототипом ветряной установки мощностью 65 кВт, проводит испытания. Так, при проектировании генератора перед командой стояла задача совместить гидравлические, электрические и технологические параметры исследуемого устройства. Эти три составляющие стали камнем преткновения на пути к цели, потому что, если хотя бы одно из требований не соблюдено, генератор просто не работал бы. Лабораторные исследования начались с подбора подходящего теплоносителя.
«Нам необходимо было подобрать такую техническую жидкость, свойства которой позволили бы генератору бесперебойно работать в режиме от -60 до +60 градусов. В качестве опытного образца взяли этиленгликоль, который используется в системах отопления. Эксперимент не удался — в результате воздействия электрополя этиленгликоль начал разлагаться на компоненты. Стали думать дальше, проводить необходимые расчеты. В итоге нашли другие варианты — трансформаторное и силиконовое масла. Эти жидкости подошли по теплоемкости, диэлектрическим и другим физическим свойствам, в том числе вязкости. Остановились на силиконовом масле. Оно показало лучшие результаты при лабораторных испытаниях и опытах, заключающихся в прокачке жидкости через катушку (элемент генератора) при различных температурных режимах», — рассказали инженеры проекта «ТеРУС».
На сегодняшний день для реализации проекта сырьевая и техническая база имеются, однако опытное производство и испытания все еще требуют вложения усилий, времени и кропотливой работы. Успешная реализация проекта позволит в дальнейшем получить модельный ряд тепловетрогенераторов различной мощности (0,2 МВт, 0,5 МВт, 1 МВт, 2 МВт, 4 МВт) с дальнейшей перспективой выхода продукта на международный рынок.
