Ветреные особо: гибридные электростанции обеспечат энергией вокзалы в РФ

Гибридные электростанции стартапа «ВиндДрайвИнжиниринг» обеспечат энергией вокзалы в РФ

К концу года на крышах ульяновского и самарского вокзалов появятся солнечно-ветровые электростанции, разработанные российскими инженерами. Если испытания окажутся успешными и стоимость вырабатываемого ими электричества будет ниже, чем при использовании других решений, то подобные установки будут применяться на железнодорожных объектах по всей России. В отличие от большинства аналогов они вырабатывают энергию даже при очень слабом ветре. По мнению экспертов, такое оборудование вполне может обеспечить недорогим электричеством инфраструктуру железных дорог, однако однозначно судить о его эффективности можно будет только после завершения испытаний.

Держи по ветру

Инженеры стартапа «ВиндДрайвИнжиниринг» разработали проект гибридной ветросолнечной электростанции для снабжения энергией железнодорожных станций и других элементов инфраструктуры ОАО «РЖД», сообщили в пресс-службе компании. Первые две установки разместят на крышах самарского и ульяновского вокзалов к декабрю 2023 года. Если испытания окажутся успешными, такие устройства появятся на объектах железной дороги по всей России.

«Такая установка может использоваться в качестве альтернативного источника нетяговой энергетики в контуре проводимых холдингом мероприятий по энергосбережению и повышению энергоэффективности, снижению углеродного следа», — пояснили в организации.

Идея создания гибридной станции была представлена и победила на конкурсе инновационных проектов, проведенном правительством Ульяновской области и ОАО «РЖД». В Самаре установка будет размещена на крыше одного из переходов между путями, а в Ульяновске — на крыше восьмиэтажного здания вокзала. Каждая из них будет включать в себя гибкие солнечные панели и вертикально-осевую ветровую турбину. В такой конструкции генератор устанавливают на поверхности, а ротор, движимый силой ветра, находится сверху над ним. Особенность этой станции в том, что она вырабатывает электричество даже при очень слабом движении воздуха. Этого удалось добиться за счет использования инновационных материалов в конструкции генератора.

«Установка относится к классу гибридных. То есть ее можно подключить к централизованной системе электроснабжения, и тогда она будет минимизировать потребление из нее. Либо она работает в автономном режиме, когда есть перебои с электричеством или сети нет совсем», — сказал технический директор «ВиндДрайвИнжиниринг» Дмитрий Степанов.

Станция снабжена аккумуляторами, которые питают объект даже в случае временного отсутствия ветра и солнца. Мощность установок, которые появятся на вокзалах, составит 5 кВт, но при необходимости ее можно увеличить до 15 или 20 кВт. Какая оптимальна для вокзалов, станет понятно в процессе эксплуатации.

По словам авторов проекта, ключевой параметр, по которому будет оцениваться успех испытаний, — это полная стоимость вырабатываемого кВт·ч. Ее уменьшение ниже существующих решений — основная цель разработчиков. Так как они предлагают не серийное, а инновационное решение, то этот показатель выяснится только после практического использования разработки. Однако если в итоге удастся получить результат в диапазоне от 4 до 8 рублей за кВт·ч при средних скоростях ветра 5–7 м/с, это можно будет назвать очень хорошим результатом, добавили они.

Как пояснили разработчики, генерация электричества подобных установок в первую очередь зависит от погодных факторов, таких как скорость ветра и уровень солнечной инсоляции. Инженеры дополнительно будут проводить замеры этих показателей, чтобы в дальнейшем они могли рассчитать, сколько энергии будет вырабатывать их устройство в любой точке России и определить эффективность и целесообразность применения станции для энергоснабжения любых объектов.

Оценить стоимость серийного производства гибридной электростанции до его начала также сложно, объяснили инженеры. Однако уже сейчас можно сказать, что для ее обслуживания сотрудники не требуются, а значит, не нужно тратить деньги на оплату труда персонала. Предложенное оборудование нуждается только в ежегодном сервисном наблюдении для проверки его состояния.

Снизить затраты

В дальнейшем разработчики планируют увеличить мощности ветроэнергетической установки. Кроме удаленных объектов РЖД, таких, как, например, нерегулируемые железнодорожные переезды, использовать станцию можно для резервного питания небольших потребителей. Ее применение оправдано в том случае, если стоимость электричества из сети для объекта превышает 7–8 рублей за кВт·ч либо затраты на подключение к централизованной системе энергоснабжения превышают экономическую целесообразность. Учитывая, что порядка 70% территории страны не подключено к единой сети, потенциальных покупателей установки очень много, полагают они.

«В разработанной электростанции для генерации электричества будут использоваться как солнечная, так и ветровая энергии. Предложенное техническое решение выглядит практичным, поскольку такая разработка обеспечит энергией объекты РЖД и поможет реализовать необходимые функции: освещение, кондиционирование воздуха, работу информационных табло и других устройств. Ее использование может снизить затраты на электроэнергию и сократить углеродный след», — сказал директор Центра координации научных исследований ГУАП Алексей Рабин.

Успешное внедрение электростанции зависит не только от ее технических характеристик, но и от понимания конкретных параметров реализуемых функций на объектах РЖД, качества проведения сравнения с аналогичными решениями и построения финансовой и бизнес-моделей, подчеркнул эксперт.

«Безусловно, заявляемая мощность 5–10 кВт не сможет обеспечить энергией вокзалы в Самаре или в Ульяновске. Авторы разработки ничего не говорят о ресурсах ветровой и солнечной энергии, которые определяют в том числе себестоимость энергии», — сказал профессор Высшей школы гидротехнического и энергетического строительства СПбПУ Виктор Елистратов.

В мире более 3 тыс. патентов на конструкции ветроэнергетичских установок, поэтому разработчикам целесообразно познакомиться с опытом других, чтобы оптимально проектировать подобные системы, резюмировал специалист.