Репортаж: как работает Новогрудская ветроэлектростанция зимой
В чем особенности эксплуатации ветроустановок в сильный мороз, как гродненские энергетики справляются с обледенением в условиях непрерывной работы ветрогенераторов, рассказали в РУП «Гродноэнерго».
Организация в 2016 году ввела в эксплуатацию ветроэлектрическую станцию суммарной мощностью 9 МВт. Сегодня у деревни Грабники в Новогрудском районе вращают лопасти и вырабатывают электроэнергию шесть ветроэнергетических установок мощностью 1,5 МВт каждая, здесь же расположена и подстанция 110кВ «Ветропарк». За время работы ветроэлектрической станции выработка электроэнергии составила более 140 тыс. МВтч. Есть два ветряных и эффективных периода для ВЭС: октябрь-март и апрель-сентябрь.
Зимний более эффективный. С октября по март ветростанция обеспечивает 65-70% годовой выработки электроэнергии. Но это время еще и самое холодное, и требует совсем особой эксплуатации и подхода, нежели в солнечную теплую погоду.
Так как ветрогенераторы в этот период работают с 90% и даже 100% загруженностью, необходимо проводить более частые осмотры работающего оборудования: а значит персонал должен подниматься наверх в гондолу ветряка для выявления посторонних шумов в главном редукторе, генераторе и двигателях охлаждения. Но и это не весь спектр работ: необходимо еще проверять системы обогрева гондолы и шкафов управления. Здесь без спецтехники не обойтись.
Нюанс в следующем. При выработке номинальной мощности проводится тепловизионный контроль оборудования на ветряках. Все эти операции проводятся на работающих ветроустановках. Плановое обслуживание ВЭУ в зимний период также имеет свои особенности. Например, поджатие болтовых соединений необходимо проводить с 90% усилием от номинального, а при добавлении смазочных материалов их надо согреть до плюсовой температуры.
Однако наибольшая проблема при эксплуатации зимой – обледенение. Ветростанция расположена на Новогрудской возвышенности, с высотой плато 315 метров над уровнем Балтийского моря и находится в так называемом четвертом районе по гололеду, когда толщина стенки льда может достигать 25 мм.
Чтобы было проще разобраться в этих погодных условиях следует добавить, что есть два вида обледенения: внутриоблачное (изморозь и смешанный лед) и атмосферное обледенение (ледяной дождь и мокрый снег). Глазированный лед образуется при температуре от 0°C до -4°C в сочетании с сильным ветром при высокой влажности воздуха. В связи с особенностью нашего влажного климата, ночные переходы через «ноль» очень осложняют работу метеостанций ВЭУ, которые крайне важны для надежной эксплуатации ветростанции. Обмерзание чашечек анемометров и хвостовиков флюгеров приводит к тому, что ветроустановка не запускается в работу даже при соответствующем ветре или работает, находясь не в оптимальной позиции по направлению к ветру. Выход из этой ситуации лишь один – подъем персонала на крышу гондолы для очистки от наледи этого оборудования. Причем это надо делать каждый раз, когда происходит обмерзание.
Вторая характерная для морозного времени проблема – обледенение на лопастях самой турбины. Это снижает выработку электроэнергии и увеличивает динамические нагрузки на различные элементы. Накопление льда на поверхности лопастей изменяет их форму и массу, вызывая дисбаланс ротора, который вращается за счет силы, создаваемой ветром. Другими словами, взаимодействие между ветром и турбиной меняется из-за льда и система работает не с оптимальными характеристиками.
В разных странах с этим пытаются бороться по-своему. Самый распространенный способ – отключение ВЭУ. Это закономерно уменьшает нагрузку на несущие элементы, не уменьшая срок службы оборудования. Второй способ – обработка лопастей противообледенительной жидкостью. Правда, это недешевое и нерентабельное мероприятие, так как проводится с использованием вертолета. Наконец, третий способ – установка обогревов внутри лопастей. Его применяют только в странах, где есть суровые продолжительные зимы, например, характерные для Скандинавского полуострова. Для наших широт обогревы не предусмотрены.