Инновационные российские ветроэнергетические установки

Инновационная ветротурбина разработана в России

Российская компания «Инновационные системы» (г.Воронеж) много лет специализируется на разработках и производстве  ветроэнергетических установок мощностью 1000 кВт. Научно-исследовательскую работу в этой компании возглавляет Генеральный конструктор России по авиации, доктор технических наук Анатолий Георгиевич Баканов. Благодаря его научным идеям была создана уникальная двухроторная ветротурбина ИнС-В-1000 мощностью 1 мВт.

Ранее двухроторная компоновка хорошо себя зарекомендовала в авиационной технике. Разработки А.Г.Баканова успешно внедрены в двигателях и редукторах вертолетов Ка-62, Ка-126, Ка-226, самолетов Як, Су и ряда других.

Каждый из двух роторов имеет рабочее колесо с 4-5 лопастями. Двухроторная компоновка позволила увеличить производительность по выработке электроэнергии в 2-2,5 раза в сравнении с известными 3-х лопастными турбинами, что в несколько раз уменьшает как площади отведения земли под строительство электростанции, так и срок окупаемости вложенных инвестиций. Весьма важно, что в ИнС-В-1000 удалось избавиться от вредного для человека, животных и растений инфразвука. Вращающий момент от турбины передается на основной генератор через дифференциал планетарного типа, что обеспечивает равномерное вращение вала и стабильную выработку электроэнергии в не зависимости от скорости ветра. Это, в свою очередь, дает возможность подключать установки в сеть ЛЭП без дорогостоящих подстанций. Разработка ИнС-В-1000 запатентована на российском и международном уровне, успешно прошла множество экспертиз.

В настоящее время ООО «Инновационные системы» приступают к реализации двух крупных проектов строительства электростанций на энергии ветра производительностью 200 мВт в провинциях Ниньтхуан и Куангбинь, Вьетнам. При содействии Министерства экономического развития РФ проект в СРВ включен в список приоритетных инвестиционных проектов, поддерживается Российским экспортным центром. Ведутся переговоры с Египтом на поставку 1 тысячи турбин ИнС-В-1000М. Проявляют интерес к установкам ИнС-В-1000 энергетики Республики Корея, Китая, Монголии.

Конкурентные преимущества ИнС-В-1000 в сравнении с зарубежными аналогами

1. Главное преимущество установок серии ИнС-В заключается в применении двухроторной системы (2 рабочих колеса с 4-5 лопастями) и дифференциала (мультипликатора) планетарного типа, что позволило в 3 раза увеличить КПД,  снизить уровень шума до 43 дБ (шорох листьев на деревьях), исключить опасный для человека и животных инфразвук в диапазоне 3-12 Гц.

2. Выход на рабочий режим при низкой скорости ветра
Существующие зарубежные ветроэнергетические установки мощностью 1 МВт достигают номинальной мощности при скорости ветра 10,5 — 16 м/с. Российские установки серии ИнС-В, благодаря двухроторной схеме и дифференциалу, достигают заявленной номинальной мощности при скорости ветра от 8 м/с.

3. Работа при порывистом ветре, шторме и ливне
Известные зарубежные ветроэнергетические установки при скорости ветра свыше 20-25 м/с переводятся в пассивный режим (режим флюгирования) и останавливаются, чтобы избежать разрушения конструкций. Российские установки серии ИнС-В за счет высокой прочности и успешного технического решения будут продолжать вырабатывать максимум энергии при скорости ветра до 60 м/с.

4. Стабильная работа электрогенератора
С учетом порывов ветра, все известные зарубежные установки снабжаются дорогостоящими узлами переключения скоростей или вариаторами оборотов, которые обеспечивают рабочий диапазон электрогенератора. При этом частота и напряжение вырабатываемого тока колеблются, что исключает прямое включение ветроэнергетической установки в общую сеть или ее прямое подключение к потребителям. В российском оборудовании серии ИнС-В имеется дифференциальный мультипликатор, который при изменении скорости ветра, обеспечивает стабильные обороты генератора, что обеспечивает прямое включение ветроэнергетических установок в сеть.

5. Отсутствие инфразвука на всех режимах работы
Трехлопастные ветроэнергетические установки (особенно, их ветропарки) являются источником инфразвука в опасном частотном диапазоне. Пребывание на такой территории ограничено вплоть до изъятия земель из сельскохозяйственного оборота. Несколько стран законодательно ограничили расстояния от трехлопастных ветроустановок до мест проживания людей.
В российском оборудовании, благодаря двухроторной компоновке в сочетании с дифференциальным мультипликатором, уровень звуковых частот находится на безопасном уровне звука шороха листвы. Полностью исключаются опасные для человека и животных инфразвуковые частоты в диапазоне 3-12 Гц психотропного воздействия.

6. Высокий КПД 0,75-0,8
В российском оборудовании серии ИнС-В за счет двух соосных роторов ветротурбины и наличия дифференциального мультипликатора величина КПД составляет 0,75 — 0,8.

7. Меньшая площадь земельного участка для строительства ветропарка
Инновационная конструкция, благодаря спрямленному потоку за соосной ветротурбиной, позволяет размещать ветроэнергетические установки на удалении друг от друга в пределах 1,5-2 диаметров рабочего колеса, что в 2-3 раза сокращает площадь земельного участка, арендуемого инвестором для строительства ветропарка.

8. Короткий срок окупаемости вложенных инвестиций
Годовая выработка электроэнергии российских ветротурбин серии ИнС-В в 2-3 раза выше годовой выработки любой трехлопастной ветроустановки в тех же условиях. Соответственно, срок окупаемости вложенных инвестиций значительно сокращается и обычно составляет порядка 4-6 лет, чем при использовании стандартных однороторных ветроустановок.

9. Отсутствие дорогостоящих подстанций
Подключение российских ветроэнергетических установок серии ИнС-В осуществляется напрямую в общую сеть и не требует строительства дополнительных дорогостоящих подстанций или инверторов переменного тока. С учетом этого, резко сокращаются затраты на производство дополнительного оборудования, а также на стоимость этих монтажных работ.

10. Применение новых материалов
Конструкция ветроэнерготурбин серии ИнС-В имеет высокую степень надежности всех механических узлов. Использование новых материалов позволило снизить общую массу и габариты конструкции до 30%. Удалось значительно уменьшить момент инерции вращающихся деталей. Обеспечена высокая степень экологической  безопасности к окружающей среде.

К.э.н. Н.А.Капусткин