AMSC и TECO-Westinghouse совместно разрабатывают мощные ВТСП синхронные генераторы для прибрежных ветряных электростанций
2008, Tом 5, выпуск 1
Тематика: ВТСП устройства
Компании American Superconductor (AMSC) и TECO-Westinghouse Motor Company (TWMC) объявили об объединении усилий в области разработки ВТСП генераторов большой мощности для прибрежных ветряных электростанций. AMSC и TWMC получили государственное финансирование в рамках NIST’s Advanced Technology Program, что позволило добавить еще 3,4 млн. USD к первоначально потраченным на НИОКР 6,8 млн USD. Создание ВТСП синхронных генераторов мощностью 10 МВт потребует проведения целого ряда НИР и НИОКР, направленных как на создание новых ВТСП проводов, так и на разработку технологии намотки из них. Работы будут проходить в тесном сотрудничестве с NIST, их продолжительность оценивается в 30 месяцев. Сроки появления коммерческих ВТСП синхронных генераторов 10 MВт класса оцениваются в 3-5 лет.
Рис. 1. О размерах ветрогенератора на 10 МВт можно судить по фотографиям установки мощностью 1,65 МВт. Это будет воистину циклопическое сооружение.
Ранее, компания Zenergy Power по заказу UK Department of Trade and Industry, спроектировала и изготовила опытный образец сверхпроводникового синхронного генератора мощностью 8 МВт с прямым приводом от ветряной турбины. Генератор был изготовлен из ВТСП провода первого поколения, производства Zenergy Power (см. Superconductors Week, v. 21, no. 5, 2007). В AMSC разрабатывает генератор на базе ВТСП проводов второго поколения. Отличительной особенностью синхронных генераторов с прямым приводом является низкая частота вращения (~ 11 оборотов в минуту) при высоком крутящем моменте. Оба генератора рассчитаны на напряжение в 6 кВ.
AMSC надеется, что ВТСП генераторы прямого привода для ветряных электростанций будут обладать более высоким КПД при меньших габаритах и стоимости по сравнению с традиционными генераторами. За счет замены медных обмоток ротора на ВТСП и модификации статора, масса генератора может быть сокращена до 120 т, что в три раза меньше чем для обычных генераторов подобного класса. Ветряная энергетическая установка мощностью 10-12 МВт представляет собой циклопическое сооружение: ротор диаметром ~200 м смонтирован на башне высотой 250 метров. Наличие значительной массы на вершине башни приведет к росту стоимости металлоконструкций и негативно скажется на ветроустойчивости. Следует отметить также, что монтаж генератора массой в несколько сотен тонн на высоте более 200 метров будет сложной инженерной задачей. Сравнительно легкие ВТСП генераторы способны значительно упростить и удешевить конструкцию ветроэнергетических установок большой мощности.