Башни, лопасти и ветер. Росатом ведет строительство ВЭС в Ставропольском крае и строит планы на будущее

До 2027 г. предприятиям в контуре управления НоваВинда (ветроэнергетического дивизиона Росатома) предстоит создать ветроэлектростанции общей мощностью порядка 1,7 ГВт с учетом уже введенных мощностей. НоваВинд Москва, 19 июн - ИА Neftegaz.RU. Ставропольский край является флагманом развития электроэнергетики Южного федерального округа. Суммарная установленная мощность электростанций на территории региона превышает 5 тыс. МВт. В составе энергосистемы Ставропольского края работают мощные газовые электростанции, крупные и малые гидроэлектростанции, а в последние годы идет активное строительство солнечных и ветряных электростанций (СЭС и ВЭС). Развитием ветроэнергетики в Ставропольском крае и ряде других регионов Юга России занимается НоваВинд, ветроэнергетический дивизион Росатома.

В ходе церемонии запуска очередной, уже 6^й, ВЭС Росатома в регионе министр энергетики, промышленности и связи Ставропольского края И. Ковалев напомнил, что реализация поручения губернатора о развитии зеленой энергетики продолжается. На сегодняшний день в регионе реализованы проекты на базе возобновляемых источников энергии (ВИЭ) совокупной установленной мощностью 855 МВт, включая солнечную, ветровую и гидрогенерацию на малых ГЭС. В 2018 г. правительство Ставропольского края и Росатом подписали соглашение, по которому уже реализовано 5 проектов ВЭС общей мощностью 510 МВт, новая станция добавит к этому объему еще 160 МВт.

Для Ставропольского края развитие ВИЭ, в т.ч. ВЭС, обеспечивает создание новых рабочих мест, привлечение инвестиций, повышение энергетической безопасности и увеличение мощности. Также немаловажно, что развитие ветрогенерации дает сокращение углеродного следа. По подсчетам специалистов, к концу 2023 г. сокращение выбросов парниковых газов в Ставропольском крае превысит 1 млн т, - сообщил И. Ковалев.

Уникальный регион

На территории Ставропольского края сошлось сразу несколько факторов, сделавших регион уникальным для развития ветроэнергетики. Во-первых, Ставропольский край является известным и одним из наиболее популярных в России курортно-оздоровительных и туристических регионов. Во-вторых, Ставрополье занимает одно из первых мест в агропромышленном комплексе страны. С учетом этих моментов, получение экологически чистой электроэнергии, производство которой не сопряжено с выбросами вредных веществ в атмосферу, становится для Ставропольского края не просто лозунгом или декларативной целью, а значимым фактором социально-экономического развития.

Немаловажно, что территория в непосредственной близости от ветроэнергетических установок (ВЭУ) может быть полностью использована для сельскохозяйственных целей. Ветроустановки занимают только 1% всей территории ветропарка, а 99% территории может быть занято под сельское хозяйство. Территории, где расположены ветропарки Росатома, используются под пастбища и поля для сельскохозяйственных культур (подсолнечник, овес, пшеница, кукуруза и др.). Местные аграрии отмечают безопасность выпаса скота на территории ВЭС и другие позитивные моменты, в частности, возможность проезда сельскохозяйственной техники по вновь построенным дорогам.

Развитию ветроэнергетики в Ставропольском крае способствует и его уникальная географическая и климатическая особенность. Между Ставропольской возвышенностью и предгорьями Северного Кавказа проходит т.н. Армавирский ветровой коридор, простирающийся от Черного до Каспийского моря. Среднегодовая скорость ветра в этом коридоре достигает 10-12 м/c, что создает своеобразную достаточно богатую ресурсную базу для ВЭС. Ее используют большинство действующих ветропарков Росатома.

Россия обладает значительным потенциалом для развертывания мощных ВЭС, способных обеспечивать большие объемы электроэнергии, с учетом обширных территорий с высокой и средней скоростью ветра. Однако для полноценной реализации потенциала ветроэнергетики потребуются планомерные инвестиции в исследования и разработки в этой области (не забываем, что управление энергосистемой с высокой долей ВИЭ требует новых наукоемких подходов), направленные на максимальное импортозамещение оборудования, а также развитие соответствующей инфраструктуры и правового поля, - говорит заместитель директора Проектного центра по энергопереходу Сколтеха И. Гайда.

Ветропарки Росатома

На данный момент ветроэнергетический портфель Росатома составляют 8 ВЭС общей установленной мощностью 880 МВт. Первым ветроэнергетическим проектом Росатома стала Адыгейская ВЭС, вторым - крупнейшая в России на данный момент по установленной мощности Кочубеевская ВЭС. Ритмичность ввода объектов сохраняется даже в текущей сложной ситуации.
Полностью реализованные проекты:

• Адыгейская ВЭС расположена в республике Адыгея. В составе ВЭС работают 60 ВЭУ, суммарная мощность - 150 МВт. На оптовый рынок электроэнергии и мощности (ОРЭМ) ВЭС вышла с 1 марта 2020 г.
• Кочубеевская ВЭС в Ставропольском крае была введена в эксплуатацию в декабре 2020 г., поставки электроэнергии в Единую энергетическую систему (ЕЭС) России начались с 1 января 2021 г. ВЭС состоит из 84 ВЭУ, общая установленная мощность ветропарка - 210 МВт.
• Кармалиновская ВЭС в Ставропольском крае начала поставки электроэнергии в ЕЭС России с 1 апреля 2021 г. Установленная мощность ВЭС составляет 60 МВт, в ее составе работают 24 ВЭУ.
• Марченковская ВЭС в Ростовской области установленной мощностью 120 МВт состоит из 48 ВЭУ. Поставки электроэнергии в ЕЭС России начала с 1 июля 2021 г.
• Бондаревская ВЭС в Ставропольском крае начала поставлять электроэнергию в ЕЭС России 1 сентября 2021 г. Установленная мощность станции составляет 120 МВт, она состоит из 48 ВЭУ.
• Медвеженская ВЭС в Ставропольском крае начала поставлять электроэнергию в ЕЭС России с 1 декабря 2021 г. ВЭС установленной мощностью 60 МВт состоит из 24 ВЭУ.
• Берестовская ВЭС в Ставропольском крае вышла на рынок ОРЭМ с 1 января 2023 г. Ее установленная мощность составляет 60 МВт, в ее составе - также 24 ВЭУ.

Реализацию ветроэнергетических проектов Росатом продолжает. Так, на данный момент в Ставропольском крае завершены строительные работы на Кузьминской ВЭС. Площадку уже покинули строительные подрядчики, о завершившихся работах напоминает лишь строительный городок, под коньком одной из крыш которого свили гнездо ласточки. Вообще птичий гомон является, пожалуй, главным звуковым фоном на ВЭС, а не тот шум и вибрации, которые часто служат основными поводами для беспокойства ветроскептиков. Громкость звука работающей ВЭУ колеблется от 35 до 45 дБ, что сопоставимо с уровнем шума от работающего холодильника и совершенно не мешает разговаривать даже вблизи ВЭУ. Вопросы безопасности для птиц и летучих мышей, кстати, также продуманы - современные ВЭУ оборудованы специальными устройствами отпугивания и защиты от диких животных и птиц. Кроме того, лопасти могут автоматически отключаться в периоды наибольшей активности пернатых.

1 июня 2023 г. Кузьминская ВЭС начала вырабатывать электроэнергию и поставлять ее на ОРЭМ. В единую энергосистему страны уже поступили первые 100 МВт, производимые новой ВЭС. Общая установленная мощность ВЭС составляет 160 МВт, она состоит из 64 ВЭУ. Территориально Кузьминская ВЭС располагается в непосредственной близости к Кочубеевской ВЭС и фактически составляет с ней единое ветровое поле, их диспетчеризация осуществляется из общего центра, отличаются только схемы выдачи мощности.

Также в Ставропольском крае Росатом продолжает строительство Труновской ВЭС. Суммарная мощность станции составит 95 МВт, в ее составе будет работать 38 ВЭУ. Строительство и ввод в эксплуатацию Труновской ВЭС будут осуществляться в 2 этапа: первый этап - 24 ВЭУ общей мощностью 60 МВт, второй - еще 14 ВЭУ общей мощностью 35 МВт. В эксплуатацию Труновская ВЭС будет введена до конца 2023 г., с ее запуском установленная мощность ветропарков Росатома превысит 1 ГВт.

Смонтируй это

При взгляде издалека ветроэлектростанция представляется полем тонких вращающихся лопастей на изящных основаниях, выглядящих миниатюрными на фоне окрестных гор. Однако вблизи ВЭУ уже совсем не миниатюрна, а ее масштаб и размах лопастей впечатляют. Высота ВЭУ вместе с ротором составляет 150 м. Длина лопастей - 50 м, вес каждой - 8,6 т. Башня весит 217 т, генератор - 49,5 т, а общий вес конструкции - примерно 324 т.

Начинается ветроустановка с фундамента. Фундамент ВЭУ уходит на глубину 25-28 м, в нем - порядка 18-20 свай. Высота видимой части фундамента составляет 3 м. Далее уже начинается непосредственно монтаж, который происходит в несколько этапов:

• На 1^м этапе завозятся сегменты башни, которые уже на месте собираются в секции с помощью малотоннажных кранов грузоподъемностью 100-150 т., кроме 8й, она цельная и прибывает на площадку, не требуя предсборки. Первая секция собирается сразу на фундаменте, а другие подготовленные секции расставляются вокруг фундамента для последующего монтажа. Также внутри первой секции монтируется платформа основания башни, все шкафы, элементы системы управления.
• Далее на площадку заходят более тяжелые краны грузоподъемностью 350 т, которые начинают монтаж следующих секций: со 2го по 5й. Это 2й этап монтажа.
• На следующем, 3^м этапе используются краны грузоподъемностью до 800 т, которые осуществляют монтаж оставшихся секций башни: с 6й по 8ю, гондолы, генератора и ветрового колеса. Гондола и генератор приходят с завода Росатома в полной комплектации и монтируются последовательно: гондола на башню, генератор на гондолу в собранном виде. Ветровое колесо собирается на земле: устанавливается ступица, к которой присоединяются 3 лопасти. После полного монтажа ветрового колеса оно поднимается с помощью 2 кранов, вывешивается в вертикальное положение и далее монтируется.

Процесс сборки ветроустановки без учета времени на подготовку фундамента занимает порядка 10 дней в зависимости от погодных условий. Возможность оперативного развертывания ВЭС является одним из преимуществ ветроэнергетики по сравнению с традиционными видами генерации. На строительство ВЭС требуется порядка 1 года, тогда как тепловая или атомная генерация строятся от 3 до 10 лет. Однако это преимущество не сыграет, если не будут учтены основополагающие факторы, такие как климатические условия и ветровые ресурсы, возможность подключения к объектам сетевой инфраструктуры, транспортная доступность, а также наличие технологических компетенций и доступность оборудования.

Локализация решает

Ветропарки Росатома построены на базе ВЭУ мощностью 2,5 МВт каждая, причем с каждой последующей ВЭС степень локализации оборудования последовательно увеличивалась. Если для Адыгейской ВЭС степень локализации оборудования объекта, подтвержденная Минпромторгом РФ, составляла 55%, то для Кочубеевской ВЭС - 65%, а для Кармалиновской и вводимых после нее ВЭС - уже 68%. Кармалиновская, Марченковская, Бондаревская, Медвеженская, Берестовская и Кузьминская ВЭС оснащены оборудованием, полностью произведенным на территории России.

Не секрет, что проекты Берестовской и Кузьминской ВЭС осуществлялись в непростых условиях санкционного давления и, несмотря на это, Росатому удалось реализовать проекты без срывов и задержек. Это в очередной раз подчеркивает статус компании как одного из лидеров российского рынка ВИЭ, - отметил директор Ассоциации развития возобновляемой энергетики (АРВЭ) А. Жихарев.

Для локализации в России НоваВинд выбрал прогрессивную технологию - безредукторные ВЭУ с прямым приводом. Такие ветровые турбины напрямую передают вращение ротора на генератор, что предполагает равную скорость их вращения. Сравнительно низкие скорости вращения ротора ветротурбины в таком случае не позволяют достигать нужных значений частоты выходного тока, поэтому такие генераторы оснащают большим числом постоянных магнитов. При этом такая технология имеет ряд значительных преимуществ. ВЭУ с прямым приводом не имеет редуктора, что снижает потери при передаче и повышает эффективность выработки электроэнергии, особенно в условиях низкой скорости ветра. Кроме того, безредукторная технология устраняет необходимость в редукторе и связанных с ним системах, что упрощает конструкцию и облегчает ВЭУ, повышает надежность, а также снижает затраты на эксплуатацию и техобслуживание.

В рамках программы локализации ВЭУ в г. Волгодонске на базе производственных мощностей завода Атоммаш, входящего в машиностроительный дивизион Росатома, организовано серийное производство ступицы, гондолы, генератора и системы охлаждения для ветроэнергетических установок. Мощность производства составляет до 120 ед./год. В 2020 г. серийное производство компонентов и узлов ВЭУ вышло на проектную мощность. Являясь интегратором ветроэнергетического проекта Росатома, НоваВинд также сформировал эффективную цепочку поставщиков, в которую вошло более 70 российских компаний. В России производятся такие элементы как кожух гондолы, каркас гондолы, ламинация для ротора и статора, крупногабаритные детали генератора, также реализована задача по локализации производства башни ВЭУ.

Несмотря на санкционное давление, мы не остановили строительство объекта. В сжатые сроки была восстановлена цепочка поставщиков, налажено замещение ушедших технологий российскими разработками и обеспечение производства необходимыми компонентами. Кузьминская ВЭС - наша первая ветроэлектростанция укомплектованная на новой цепочке поставок с учетом укрепления технологического суверенитета ветроэнергетической отрасли, - отметил Г. Назаров, генеральный директор ветроэнергетического дивизиона Росатома.

Ветроэнергетический проект также способствовал развитию новых компетенций в контуре Росатома. Компания ТВЭЛ, входящая в топливный дивизион Росатома, освоила уникальную технологию производства постоянных магнитов из редкоземельных сплавов для генераторов ВЭУ. В 2027 г. на территории России будет запущено крупнотоннажное производство таких магнитов полного цикла мощностью 1000 т/год с возможностью увеличения до 3000 т/год к 2030 г.

Из существенных компонентов ВЭУ нероссийского происхождения остаются лопасти, которые до последнего времени доставлялись из Индии. Росатом принял решение о производстве лопастей для ВЭУ в России. Запуск производства на площадке в г. Ульяновск планируется в 2024 г.

Для автоматизации контроля и управления работы ветроэлектростанций используется российское программное обеспечение. Применяемое решение позволяет в режиме реального времени собирать как информацию по работе каждой отдельной ВЭУ, так и о работе ВЭС в целом. Созданная система осуществляет мониторинг, контроль за всеми системами, датчиками, выводит на мониторы информацию о состоянии оборудования, текущие параметры ветра, а также другую информацию, необходимую для анализа и оперативного реагирования обслуживающего персонала. Также система обеспечивает управление как каждой ВЭУ в частности, так и всей станцией. Использование полностью российского решения позволяет Росатому быть импортонезависимым в части программного обеспечения для управления ВЭС.

Остановиться? Нет

Всего до 2027 г. предприятиям в контуре управления НоваВинда предстоит создать ветроэлектростанции общей мощностью порядка 1,7 ГВт (с учетом уже введенных мощностей). С точки зрения портфеля заказов компания полностью загружена на ближайшие 3 года.

И. Ковалев сообщил, что правительство Ставропольского края ведет переговоры с Росатомом о дальнейшем развитии сотрудничества, расширению и увеличению количества ветропарков в регионе. Учитывая потенциал Армавирского ветрового коридора, НоваВинд также планирует строительство ветропарка в республике Дагестан. Говоря об экспортном потенциале НоваВинда, Г. Назаров назвал приоритетным направлением рынки стран Юго-Восточной и Центральной Азии.

Планируем проекты во Вьетнаме. В стране инициирован новый этап поддержки ВИЭ. Также начали сотрудничество по Мьянме. Рассматриваем проекты в странах СНГ: Казахстане и Киргизии. Это проекты, в которых Росатом выступит и как инвестор, и как поставщик оборудования, - сообщил Г. Назаров.