В настоящее время достойный ответ на эти вызовы ищет российская компания ООО «Национальные энергетические технологии» (ООО «НЭТ»), которая занимается импортозамещением в производстве ВЭУ. Она не только сохранила коллектив и компетенции ушедших иностранных компаний, но и вывела работу по локализации ВЭУ на новый уровень – было создано собственное Конструкторское бюро и начата работа по созданию собственной Национальной ВЭУ.
Компания ООО «НЭТ» поставила перед собой большую задачу – построить несколько ветроэлектростанций на юге России, а также в регионах Центральной Азии. Помощниками в ее решении стали инженеры Донского государственного технического университета.
Ряд компетенций, которые необходимы компании ООО «НЭТ» – вопросы расчетов и проектирования зубчатых передач. Задача сотрудников Донского инжинирингового центра (ДИЦ) ДГТУ состояла в том, чтобы по техзаданию проверить, используя отечественные технологии, возможность создания в России производства мультипликаторов для ветроэнергетических установок. И данную задачу достойно выполнили одни из лучших инженеров-конструкторов ДИЦ Александр Валяев и Андрей Охотников.
– Насколько важной частью ВЭУ является мультипликатор?
– Существует два принципиальных подхода к конструкции ВЭУ: с прямым приводом, когда используется тихоходный генератор на постоянных магнитах и с мультипликатором. При схеме с прямым приводом генератор встроен в ступицу и электроэнергия генерируются при 10-15 оборотах. В случае с мультипликатором – ступица передает вращение на ротор генератора через трансмиссию, где происходит увеличение частоты вращения до 1500-2000 об.\мин. Преимущество таких быстроходных генераторов – их малые габариты, масштабируемость решений и независимость от постоянных магнитов – поясняет инженер ДИЦ ДГТУ Александр Валяев.
– По сути, мультипликатор немного уменьшает коэффициент полезного действия (КПД) за счет зубчатых передач, вращения подшипников. Поэтому предъявляются очень высокие требования к точности изготовления этого устройства, чтобы КПД оставался максимально высоким. Иными словами, мультипликатор – более совершенный механизм по сравнению с обычными редукторами, – добавил ведущий инженер ДИЦ ДГТУ Андрей Охотников. – Нам было предоставлено большое техзадание, написанное сервисными инженерами. После его проработки мы поняли, что в нем не хватает очень многих данных для проектирования более совершенной модели. Мы провели анализ, сравнили исходное ТЗ с аналогичными документами других компаний, которые есть в открытом доступе. Поняли, какие технологии можно применить.
– Почему вашей специализацией в данном случае стали именно мультипликаторы?
– Сейчас в России работает более 200 таких мультипликаторов, и они периодически выходят из строя. Поэтому в самые ближайшие годы вопрос запчастей будет стоять остро. И здесь на первый план выходит ресурс работы мультипликатора. Наши расчеты позволяют оценить этот срок до 25 лет – примерно до 220 тыс. часов. Это на порядок больше периода, на который рассчитаны сегодня общие машиностроительные редукторы – 25 тыс. часов. Тут есть даже чисто практический вопрос ремонта. Ведь лучше один раз и на четверть века смонтировать мультипликатор на 100-метровой высоте ветроэнергетической установки, чем часто производить ремонт или менять изделие. Изделие крайне тяжелое, и подобные действия становятся очень дорогостоящими. Поэтому лучше сейчас заложить ресурсы на проектирование и произвести более качественную продукцию. Иной вариант в любом случае выйдет в разы затратнее, в том числе по времени, – пояснил Александр Валяев.
По словам его коллеги Андрея Охотникова, данный процесс включает в себя упрочение подшипников, ресурс которых путем поверхностного пластического деформирования можно увеличить в разы. Можно использовать и другие технологии, которые в России были слабо освоены, а теперь начинают применяться. Это очень важно, особенно если учесть размеры редуктора или мультипликатора – порядка двух метров в диаметре.
– Без собственного производства подшипников и шестерней большого размера сложно говорить о перспективах развития российской ветроэнергетики. Иными словами, наш совместный с ООО «НЭТ» проект может стать толчком к развитию фактически новой отрасли по производству крупногабаритных подшипников и деталей сначала для ВЭС, а в перспективе и для других сфер машиностроения, – отметил Андрей Охотников.
– В чем смысл самой ветроэнергетики, как отрасли для нашей страны?
– Ветроэнергетика за последние 5 лет прошла путь от экзотической новинки до части традиционной энергетики с объемом установленной мощности порядка 3000 МВт, поддержанной правительственной программой ДПМ ВИЭ 2.0 (программа стимулирования развития генерации, основанной на возобновляемых источниках энергии (ВИЭ-генерации) в ЕЭС России за счет гарантированной в течение определенного времени оплаты мощности по договору о предоставлении мощности (ДПМ) на оптовый рынок, заключенному с владельцем электростанции), ввод мощностей которой заложен в планы Минэнерго РФ.
По сравнению с тепловой генерацией ветроэнергетика обладает рядом особенностей. Во-первых, это быстрый срок строительства новых мощностей. Так, полный цикл проектирования и строительства ветропарка составляет три года. Таким образом, возможен быстрый ввод мощностей в энергодефицитных регионах. Во-вторых, снижение выбросов углекислого газа. В-третьих, возможность бестопливного снабжения электричеством и теплом изолированных зон с высоким ветропотенциалом (Арктика и Дальний Восток). В-четвертых, ветроэнергетика является драйвером применения лучших технологий тяжелого энергетического машиностроения, развитие которых является важной государственной задачей.
Пока же практически никто в стране, без дополнительной технологической подготовки производства, не может изготовить мультипликатор таких размеров, обеспечив необходимую термообработку, шлифовку, точность, то есть качество, – прокомментировал генеральный директор ООО «НЭТ» Владимир Щаулов.
– Что в смысле достижения необходимого уровня качества уже сделали в ДИЦ ДГТУ?
– Мы провели предпроектное исследование, разработали для ООО «НЭТ» дорожную карту, где указано, сколько времени нужно на проектирование, на изготовление мультипликатора. Плюс нужны уникальные испытательные стенды. Весь процесс растягивается на годы. В разработку должны быть вложены большие деньги. Но без должным образом проведенных испытаний серийное производство невозможно. Поэтому мы предоставили компании ООО «НЭТ» технические требования, которым должна соответствовать конструкция мультипликатора. Под эти требования должен осуществляться поиск поставщиков, техническая модернизация производства. ДГТУ и компания ООО «НЭТ» договорились о заключении предварительного партнерского соглашения для дальнейшей работы в этом направлении, – сказал Андрей Охотников.
– Возможно ли осуществить столь масштабный проект без государственного софинансирования?
– Думаю, что нет. Но если компания ООО «Национальные энергетические технологии» договорится о госсофинансировании проекта, то это будет настоящий прорыв не только для российской ветроэнергетики, но и для всей отечественной промышленности. Хочу напомнить, что такие гиганты по производству ветрогенераторов, как Siemens, нарабатывали опыт десятки лет. И сейчас нам надо семимильными шагами нагонять упущенное.
Мы приняли вызов, с удовольствием взялись за данный проект, успешно его выполнили и считаем, что это уникальный опыт. Не каждому инжиниринговому центру выпадает решить столь масштабную задачу, – подчеркнул Александр Валяев.
Игорь Голота, управление информационной политики
isdstu@mail.ru
