АЕЦ срещу вятъра

Последна промяна на 25 януари 2013 в 18:07 5922 18

Николай Дамянов е главен дежурен и инструктор в АЕЦ „Козлодуй“. Освен това е и участник във форумите на OFFRoad-Bulgaria.com, където е познат като Херби.

Статията е публикувана във форума OFFRoad-Bulgaria.com

Нека започнем с разглеждането на един материал за вятърни турбини, монтирани на бетонни кули от напрегнат със стоманени въжета бетон. Данните взимам от статията Concrete construction for wind energy towers - A.N. Singh

Кулите са с височина 100m и на тях се монтират турбини с мощност 1.5 MW. Във всяка кула са вградени по 32 стоманени въжета със среден диаметър 90mm. Общият обем на тези въжета е: 32.{.100} = 20 m3 . Теглото на стоманата е около 7t/m3. Следователно за една кула са необходими 140t стоманена арматура.Обемът на бетонната конструкция при среден диаметър 3.962m и дебелина на стената 0.5334 m е 574.3m3. Следователно отношението на обема метал към обема стоманобетон е: 20 / 574.3 = 0.035

Тъй като за фундамента нямам данни за количеството на използваната арматура, за да не бъда обвинен в спекулации, ще приема отношение на обема метал към обема бетон 10 пъти по-малко от горното отношение, т.е. - 0.0035. Вятърната кула е монтирана на фундамент с размери 16.76 х 16.76 х 3.04 m. Обемът на фундамента е 854 m3. Ако използвам отношението 0.0035, ще получа, че обемът на метала за железобетонната конструкция на фундамента е 3 m3 и масата на метала е 21tВърху кулата е разположена глава в която се намира електрическия генератор, който е свързан с перката.

Данните за главата и пропелера взимам от статията Selection, Design and Construction of  Offshore Wind Turbine Foundations

Sanjeev Malhotra, PE, GE
Parsons Brinckerhoff, Inc.
United States of America

 

Typical
3.0 MW Turbine
80 m Hub
Height

Typical
3.6 MW Turbine
80 m Hub
Height

Typical 5 MW
Turbine
90 m Hub
Height

Future 7.5 MW
Turbine
100 m Hub
Height

Tower

156 ton

178 ton

347 ton

~550 ton

Nacelle

68 ton

70 ton

240 ton

~300 ton

Rotor

40 ton

40 ton

110 ton

~180 ton


Тъй като няма дани за турбина с мощност 1.5
MW, ще умножа масите на главата и перката за турбина с мощност 3.0 MW с коефициент 0.75 и предполагам няма да съм далече от истината.

Сумарно главата и роторът имат маса 108 тона. Умножавам с 0.75 и получавам 81 тона.

Следователно в една такава турбина са вложени 240 тона метал и 1380 m3 бетон.

При 320 дни работа в годината на номинална мощност, средната годишна мощност на блоковете на АЕЦ ”Белене” ще бъде:

320 / 365 х 2120MW = 1860 MW

Една вятърна турбина с мощност 1.5 MW, работейки с 30% от мощността си, ще дава средногодишна мощност 0.45 MW. Тъй като тя трябва да бъде спирана за ремонти и профилактики, ако допуснем, че за тези дейности са необходими 15 дни престой, то действителната и мощност ще бъде:

350 / 365 х 0.45 MW = 0.43 MW

За да се произведе същото количество енергия от такива вятърни турбини, каквото ще произведат блоковете в АЕЦ ”Белене” са необходими 4325 турбини.

За строителството на такъв брой турбини с бетонни кули ще се изразходват 1 милион и 40 хиляди тона метал и почти 6 милиона кубични метра бетон.

Вятърни турбини с метални кули

От студентските си години помня, че с увеличаване на мощността намаляват специфичните разходи. Поради тази причина ще разгледам турбините с мощност 7.5 MW.

Общото количество метал в една такава турбина е:

550 + 300 + 180 = 1030 тона

Тази турбина също трябва да се постави на бетонен фундамент. За да открием габаритите на бетонния фундамент на турбина 7.5 MW с метална кула, отново ще се върнем към турбините с бетонните кули.

Видяхме, за една турбина с бетонна кула, обемът на бетона на кулата е 574 – 20 = 554 m3.

Теглото на бетона е около 2.5 тона на кубичен метър (и да греша с това тегло, не греша с много). Следователно теглото на една такава турбина е сума от теглата на бетона и метала:

2.5 х 554 + 430 = 1815 тона

Виждаме, че масата на металната турбина е по-малка от тази на бетонната около 1.7 пъти. Ще приема, че фундаментите имат еднакви размери, тъй като една по-мощна турбина ще има по-големи динамични натоварвания и ще е необходим по-здрав фундамент.

Следователно за една 7.5 мегаватова вятърна турбина с метална кула са необходими около 850 m3 бетон и 1030 + 21 = 1051 тона метал.

При КПД 30%, средногодишната мощност на тази турбина ще бъде 2.25 MW. Ако за обслужването на тази турбина са необходими също 15 дни престой, то за мощността и получавам окончателно:

350 / 365 х 2.25MW = 2.16 MW

За да се произведе същото количество енергия от такива вятърни турбини, каквото ще произведат блоковете в АЕЦ ”Белене” са необходими 861 турбини.

За строителството на такъв брой турбини с метални кули ще се изразходват 905 хиляди тона метал и почти 700 хиляди кубични метра бетон.

Виждаме, че турбините с метални кули изискват пъти по-малко метал и около девет пъти по-малко бетон.

В такъв случай нека бързо да строим вятърни турбини с метални кули – би възкликнал всеки пишман еколог. Турбините с бетонни кули имат обаче три пъти по-дълъг живот от живота на тези с метални кули, който е малко над двадесет години.

Сравнение с метала и бетона, който ще се изразходи за строителството на АЕЦ”Белене”

За АЕЦ ”Белене” ще бъдат използвани 640 хиляди кубични метра бетон и 84 хиляди тона метал. Тези цифри се отнасят за строителството на двата блока и общите за тях съоръжения.

Нека направим сравнение със 7.5 мегаватовата вятърна турбина.

За строителството на 861 турбини се изразходва почти същото количество бетон, което ще е необходимо за АЕЦ ”Белене”, но металът е 11 пъти повече.

За да се добие този метал трябва да се изкопае 11 пъти повече руда, т.е. да се използва 11 пъти повече енергия за добиването на рудата.

Единадесет пъти повече енергия ще отиде за транспортиране на рудата до флотационните фабрики.

Във флотационните фабрики ще се използва 11 пъти повече енергия за получаването на руден концентрат.

Транспортът на концентрата до металургичните заводи също ще погълне 11 пъти повече енергия.

Мощните електропещи на металургичните заводи ще изразходват 11 пъти повече енергия за получаването на метала.

Следват нови 11 пъти повече енергия за транспорт на метала до металообработващите заводи.

В тези заводи отново ще се използват 11 пъти повече енергия за производството на съответното оборудване.

И отново 11 пъти повече енергия за транспортиране на оборудването до мястото на монтаж.

Също така 11 пъти повече енергия повече енергия за монтаж.

За целия този епичен труд се използва евтината енергия произведена от ядрени, термични и водни електроцентрали. Също така се използва и все още относително евтината енергия от нефт и газ.

Всичко това се прави за да се изградят съоръжения произвеждащи скъпа енергия.

Съмнявам се, че тези съоръжения биха се изплатили ако за тяхното производство се използваше само произведената от тях скъпа енергия, особено като се има предвид сравнително краткия им експлоатационен живот.

За стоманобетонните вятърни творения на човешкия разум няма да разсъждавам, защото за тях трябва да се използват и 10 пъти повече бетон, което довежда нещата до плачевно състояние.

Виждаме, че вятърната енергетика е свързана с едно грандиозно строителство, което бих сравнил със строителството на пирамидите по времето на управлението на фараоните от четвъртата (или третата – не съм съвсем сигурен) династия на Египет. Едно наистина грандиозно, но също толкова безсмислено строителство.

Много брътвежи има около ефективността на АЕЦ ”Белене” от хора, които пропагандират вятърната енергия. От хора, много допринесли за спирането на скъпоценните ни четири блока, които бяха изключително ефективни. Ефективността на "Белене" много лесно се доказва и това съм го правил неведнъж. Мога да го правя още много пъти. 

Същите тези хора, които с буйна страст бързаха да спрат блоковете ни, сега се намират във фазата на кошмара от цикъла на фантазията, както го е описал английският журналист Кристофър Букър. Следващата фаза е фазата на наказанието, когато илюзиите им ще експлодират в реалността.

С подобни енергийни, финансови и икономически неефективни дейности не само няма да излезем от “кризата”, а ще потъваме все повече в нея. Ще заживеем в една криза без край.

Николай Дамянов

Най-важното
Всички новини
Най-четени Най-нови
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

 
X

STOP THE WAR! Чуйте новата песен на OFFRoad band