Компания Envision Energy, мировой лидер в области «зеленых» технологий объявила об успешных испытаниях двухлопастной наземной турбины нового поколения. Результаты, полученные во время 500-дневных наблюдений, подтверждают, что турбина новой конструкции не уступает по выработке традиционным трехлопастным.
На протяжении большей части современной эпохи ветроэнергетики изящный трехлопастной ротор считался единственным надежным вариантом для промышленных установок. Более ранние эксперименты с двумя лопастями в 1940-х и 1980-х годах подразумевали вибрацию, неравномерную нагрузку и неудовлетворительную выработку энергии, поэтому конструкция не получила серьёзного коммерческого признания. Именно поэтому обнародованные результаты Envision Energy кажутся еще более поразительными: наземный прототип с двумя лопастями на платформе Model X безотказно проработал более 500 дней, достигнув впечатляющего уровня готовности 99,3%, среднего времени безотказной работы 2444 часа и эквивалентного количества часов полной нагрузки 3048 часов в год. Эти характеристики по сути соответствуют показателям соседних трехлопастных установок на той же площадке во Внутренней Монголии.
Прототип унаследовал свою «ДНК» от 3,6-мегаваттного генератора «Game Changer» Envision, испытанного в Дании в 2012 году. За последнее десятилетие инженеры добавили высокоскоростной индукционный генератор с двойным питанием, модульные компоненты гондолы и сделали конструкцию «облегченной». Старший вице-президент Лу Иминь утверждает, что в долгосрочной перспективе Envision удалось решить проблему «чрезмерной вибрации системы и дисбаланса нагрузки» — двойную проблему, которая парализовала большинство предыдущих попыток создания двухлопастных турбин. Хотя компания не раскрывает подробности своих алгоритмов демпфирования или геометрии ступицы, общедоступные данные показывают, что современная система управления способна удерживать быстро вращающийся двухлопастной ротор в пределах современных норм электросети по крутящему моменту и качеству электроэнергии, на что пятнадцать лет назад мало кто из коммерческих разработчиков мог бы сделать ставку.
В первую очередь устранение одной композитной лопасти делает установку легче и дешевле (за счет снижения расхода материалов на ее изготовление), а транспортировку проще, особенно в районах с плохими дорогами или горными перевалами. Аэродинамические потери также кажутся приемлемыми. Опубликованные на данный момент данные полевых испытаний показывают, что ротор Envision, работающий с более высокой скоростью вращения благодаря меньшей массе, может собирать столько же энергии, сколько и трёхлопастные машины в той же местности. Если эта производительность будет масштабироваться, то разработчики проектов в регионах со сложной логистикой или просто желающие сократить капитальные затраты могут рассматривать двухлопастные конфигурации как жизнеспособную альтернативу, а не как диковинку.
Компания Envision пока не объявила дату коммерческого запуска, и прототипу ещё предстоит пройти главное испытание для любой новой конструкции: обеспечить стабильную окупаемость в течение всего цикла технического обслуживания и на нескольких объектах. Инвесторам будет интересно увидеть, как изнашиваются подшипники трансмиссии, системы управления углом поворота и опорные конструкции под воздействием асимметричной нагрузки, неизбежной для двухлопастного ротора. Тем не менее, 500-дневные данные компании знаменуют собой первый случай за десятилетия, когда двухлопастная машина продемонстрировала эксплуатационную готовность и производство энергии в условиях реальной турбулентности, а не только в контролируемых испытаниях.
Этот успех не означает конец эпохи трёхлопастного ротора, проверенная надежность по-прежнему сделает его выбором консервативных специалистов. Прототип Envision вновь открывает давно закрытое пространство для проектирования, показывая, что благодаря современным датчикам, лёгкой конструкции и продуманным системам управления, давний компромисс между механической простотой и аэродинамическими характеристиками может быть менее выраженным, чем считалось ранее. В отрасли, где важен каждый процент стоимости и эффективности, уменьшение на одну лопасть может наконец-то окупиться.
