China a instalat cea mai puternică turbină eoliană din lume, de 18 MW, dar ea produce mai puţină electricitate anual decât turbinele europene mai slabe

China a instalat în această săptămână prima turbină eoliană maritimă din lume de 18 MW, parametru care o califică drept cea mai puternică turbină eoliană din lume dintre toate cele instalate. Turbina a fost instalată la 5 iunie în apele de lângă Guangdong de către compania de stat Dongfang Electric, ea fiind dezvoltată de inginerii aceleaşi companii.

Aici cititorii noştri fideli ar putea să-şi amintească de ştirea din toamna anului trecut despre anunţarea unei turbine de 22 MW în China, cu un diametru de 310 metri, ce depăşeşte înălţimea turnului Eiffel. Apoi, în decembrie, am publicat un articol despre două modele intermediare de turbine anunţate, de 18 MW şi 20 MW, de către cei de la Mingyang Smart Energy. Cum se face că turbina de 18 MW de care vorbim azi calificată drept cea mai puternică din lume, atunci?

Răspunsul e în faptul că, la 18 MW putere, ea e cea mai puternică din cele care au fost instalate şi au devenit operaţionale. Turbina de 22 MW fusese prezentată ca elaborare cu imagini grafice şi încă n-a ajuns la producţia de serie propriu-zisă, urmând să fie lansată în producţie în a doua jumătate a acestui an, iar cele de 18 şi 20 MW de la Mingyang au fost produse în exemplare de test, şi nu au fost încă instalate propriu-zis într-un parc eolian adevărat şi nici măcar într-o locaţie de test.

Turbina despre care vorbim acum, însă, e concepută şi produsă de Dongfang Electric şi a fost instalată foarte aproape de ţărm, într-o zonă în care-i vor fi testate capacităţile ei. Deci, a va produce electricitate şi va fi complet operaţională, doar că va fi monitorizată constant pentru a-i fi măsuraţi parametrii de producţie şi de rezistenţă, înainte de a o replica în număr mare în parcuri eoliene maritime mari.

Foto: Instalarea noii turbine eoliene de 18 MW în China

Noua turbină are un diametru al elicei de 260 metri şi o arie de captare a vântului de 53.000 metri pătraţi. Turbina e un de tip Semi-Direct Drive, ceea ce înseamnă că are o cutie de viteze mai simplă integrală în construcţia sa centrală, mai simplă în mentenanţă, dar totuşi cu o posibilă variaţie a raportului de transmisie spre generator, ca turbina să poată fi pusă în mişcare şi de o forţă mai mică a vântului şi să-şi păstreze un factor bun de capacitate.

Fişa tehnică a turbinei stipulează că ea funcţionează cel mai bine în regiuni cu vânturi medii de 10 m/s în sus, ceea ce înseamnă 36 km/h. Desigur, în zone maritime potrivite, adeseori vânturile au mai mult de atât, însă aici e vorba de viteza medie anuală a vânturilor din acea regiune, nu viteza maxime a perioadelor mai active. Apropo, noua turbină a fost proiectată să reziste la taifunuri de până la 80 metri/secundă, deci 288 km/h!

Însă problema acestei turbine chineze e că ea nu poate funcţiona la vânturi foarte mici, precum cele 3-4 m/s, din cauza dimensiunii mari şi a rezistenţei mari a generatorului. Deci, atât timp cât vânturile sunt puternice, ea va produce electricitate cu randament bun, însă per total va sta deconectată o perioadă mai mare de timp în zile cu vânturi moderate, ceea ce îi afectează factorul de capacitate.

Chinezii spun că o singură rotaţie a elicei turbinei produce 38 kWh de electricitate şi au estimat pentru noul model de turbină eoliană o producţie anuală de 72 GWh. La 18 MW putere şi o capacitate teoretică de 100% ar însemna ca turbina să producă anual 18 MW x 24h x 365 zile, ceea ce rezultă într-o limită teoretică de reper de 157.680 MWh, sau 157,68 GWh. Astfel, cei 72 GWh estimaţi, raportaţi la 157,68 GWh drept limită teoretică maximă, ne dau un factor de capacitate de doar 45,7%, ceea ce e relativ puţin pentru o turbină maritimă şi se apropie mai degrabă de turbinele moderne de uscat.

Iar cea mai bună comparaţie de aici e să o raportăm la cea mai puternică turbină eoliană europeană — Vestas V236-15.0MW — o turbină eoliană cu diametru mai mic, de 236 metri (cu 24 metri mai mic decât cea chineză despre care vorbim azi) şi totodată cu un generator de 15 MW, deci cu 3 MW mai puţin puternic decât cel chinezesc.

Doar că turbina europeană are estimată o producţie anuală de 80 GWh, datorită faptului că funcţionează la viteze minime ale vântului de 3 m/s şi, instalată în mare, nu stă oprită aproape niciodată. Astfel, la 15 MW putere şi o limită maximă teoretică de 15 MW x 24 h x 365 zile = 131,4 GWh, producţia anuală reală de 80 GWh înseamnă un factor de capacitate 60,8%, deci semnificativ mai mare decât cel de 45,7% al turbinei chinezeşti, care se prezintă acum drept cea mai puternică turbină eoliană instalată din lume.

Este exact acel caz când simpla putere maximă nu înseamnă prea mult, dacă nu e echilibrată cu aria de captare şi cu rezistenţa la rotire a generatorului electric de pe centru. Şi pentru un parc eolian contează cel mai mult producţia anuală finală, nu parametrul de putere maximă posibilă teoretic, care să vină în detrimentul funcţionării la vânturi mai mici. Iar întrucât Vestas are comenzi în rând de peste 60 miliarde de euro, iar tot mai multe parcurile maritime din lume comandă acel model de 15 MW putere de turbină de la ei, înseamnă că cifrele de randament promise se materializează în viaţa reală.