Мороз и ветер. Как зимой работает Новогрудская ветроэлектростанция?

Как энергетики справляются с обледенением в условиях непрерывной работы ветрогенераторов?

В 2016 году РУП «Гродноэнерго» ввело 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 надежное функционирование ВЭС и четкую эксплуатацию в любое время года на Новогрудской ветроэлектростанции отвечают работники Высоковольтного РЭС филиала «Лидские электрические сети» РУП «Гродноэнерго».

За время работы ветроэлектрической станции выработка электроэнергии составила более 140 тыс МВтч.

Когда ветряки эффективны?

Есть два самых ветреных и эффективных периода для ВЭС: октябрь-март и апрель-сентябрь. 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 С до -4 С 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.

Как бороться?

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.

Каждую зиму специалисты РУП «Гродноэнерго» внимательно занимаются обслуживанием Новогрудской ветроэлектростанции, при
необходимости используя все необходимые инструменты и многолетний опыт.

В частности, персонал Высоковольтного РЭС Лидских электросетей успешно и профессионально решает все задачи по обеспечению стабильной работы ветрогенераторов даже в сильные морозы.