28 августа 2016 г. в пожарную часть города Иссельбург (на северо-западе Германии) поступило сообщение о пожаре на ветроустановке. Прибывшей на место пожарной команде не оставалось ничего другого, как наблюдать за тем, как огонь поглощает установку компании «NEG Micon», а горящие лопасти рушатся на землю, поскольку для тушения пожара у них отсутствовало оборудование требуемой высоты.
Месяцем ранее в интернете вызвало сенсацию видео, на котором было запечатлено то, как во время пожара на ветряке горящие законцовки его лопастей создают в воздухе чёрные спирали из дыма. В мае пожарная бригада из техасского города Лаббок также могла лишь бессильно смотреть, как горит ветроустановка, и время от времени гасить сухую траву, возгоравшуюся от падающих обломков.
В случае пожара на ветроустановке она практически всегда приходит в негодность, поскольку её тушение представляет собой довольно сложную задачу. Сам пожар и неизбежно следующий за ним простой выльются для владельца установки в среднем в 4,5 млн долларов. Вопрос встаёт всё более остро: ежегодно отрасль теряет из-за подобных аварий около 225 млн долларов.
Причём потери оказываются не только финансовыми. В октябре 2013 г. в Нидерландах в ходе планового технического обслуживания, которое проводили четверо работников, на ветрогенераторе модели V66 компании «Vestas», занялся огонь. Двоим из них удалось вырваться, а двое других – одному было 19, другому – 21 год – оказались в западне в гондоле ветровой турбины. Один, спасаясь от огня, спрыгнул и разбился насмерть, а обгоревший труп второго впоследствии был найден в обуглившемся остове ветряка.
«В то время как большей части испытаний, выпадающих на долю возобновляемой энергетики, удаётся избежать внимания международной прессы, в последние месяцы газеты стали пестрить заголовками о возгораниях в ветрогенераторах», – заявляет директор по развитию бизнеса в «G-Cube» (прим. пер.: страховая компания в сфере ВИЭ) Джейтин Шарма (Jatin Sharma).
«Владельцев ветроэлектростанций, эксплуатирующие организации и страховщиков отрезвляет уже одна мысль о том, что их имущество стоимостью несколько миллионов может исчезнуть в языках пламени. А уж если это ещё и будут транслировать на весь мир – это вообще кошмар».
Как полагают в «G-Cube», ежегодно в пожарах «гибнет» около 50 ветрогенераторов, т.е. 1 установка на 6 тыс., и эта проблема становится всё более явной, а её покрытие – дорогостоящим.
Г-н Шарма делится с Recharge: «Расходы, связанные с устранением последствий от возгорания, за последние пять лет заметно выросли, и в первую очередь это связано с появлением генераторов большего размера».
Так, в «Vestas» к проблеме относятся с максимальной серьёзностью, ставя предотвращение возгораний во главу угла при проектировании собственных разработок (см. вставку ниже).
В крупнейшей компании-производителе ветрогенераторов в мире считают, что ветроэнергетика выиграет, если пожарная профилактика будет систематизирована и если будет принят единый подход, определяющий требования по контролю качества и применяющийся во всей отрасли в целом.
«Что касается предупреждения пожаров – нам бы хотелось видеть нарастание взаимодействия в этом направлении между производителями оригинального оборудования, проектными компаниями, организациями, имеющими право на самостоятельное оказание услуг, и сертифицирующими органами», – сообщил Recharge представитель «Vestas».
Г-н Шарма подчёркивает: «Столкнувшись с более пристальным вниманием [из-за осуждающих газетных статей] к нашей деятельности и долгосрочным финансовым воздействием потери одной ветроустановки, нам, как единому сообществу, следует обратиться к причинам и последствиям возгораний, а также осознать, что они затрагивают каждую компанию в отрасли.
Нельзя допустить, чтобы сгоревшее оборудование, которого – по пальцам перечесть, стало олицетворением нашей неспособности работать, как одна команда».
Научный работник Шведского Государственного Института Технических Исследований (SP Technical Research Institute) Анна Дедерихс (Anne Dederichs) заявляет: «В этой сфере практически не проводилось исследований, не существует правил и рекомендаций по проектированию обеспечения безопасности ветрогенераторов, что не может не вызывать удивления, принимая во внимание важность вопроса».
Так что же является причиной возгораний и можно ли их предотвратить?
Филип Роджер (Philip Rodger), ведущий научный консультант в британской подструктуре «Бюро Веритас» (прим. пер.: французская инспекционно-сертификационная компания, вторая по выручке на мировом рынке сертификационных услуг), занимающийся расследованием причин пожаров по поручению заказчиков энергетических проектов поясняет: «Говоря простым языком, ветрогенератор – это большая электромеханическая система, так что основных причин пожара всего две.
Что удалось выяснить: основными причинами являются повреждения в электрической цепи и отказ электрооборудования, поскольку у нас налицо большая вращающаяся система. Пожары также могут быть вызваны дефектом, ухудшением свойств или отказом смазочной системы».
Г-н Роджер заявляет, что значительное число возгораний происходит из-за наложения условий высокой скорости ветра и отказа системы торможения энергоустановки, в результате чего вращение ротора становится неуправляемым и создаёт внутреннее трение, от которого возникает искра, способная воспламенить масляную смазку, полимерные материалы и электрическую проводку.
Второе после гондолы место в ветрогенераторе по вероятности возникновения пожара занимает шкаф управления в основании башни, в котором находится значительная часть электрической контрольно-управляющей аппаратуры.
Эксплуатация ветротурбин в условиях экстремальных температур, выходящих за пределы нормальных расчётных величин, также была отмечена как основной фактор вероятности возгорания. Например, проблемы возникают при превышении весьма ограниченных температурных пороговых значений для кабелей, трансформаторов, компонентов гондолы и шкафа управления.
«Недостатки самой конструкции редко можно отнести к причинам, вызывающим пожары», – говорит г-н Шарма. «Зачастую проблемным становится то оборудование, которое было подвергнуто замене или адаптации».
Также он добавляет: «В некоторых случаях можно связать возгорание турбины с конкретной новейшей моделью или с бракованной партией от поставщика комплектующих элементов.
Существуют группы моделей, за страхование которых мы не будем браться, потому что с их механизмами в прошлом происходило слишком много аварий».
«G-Cube» даже пришлось обращаться за правовой консультацией, поскольку компании известно, что некоторые модели особенно подвержены риску возникновения пожара. «Мы сожалеем, что в отрасли ещё не готовы услышать эту информацию, потому что это вредит репутации, является предметом профессионального стыда и представляет опасность», – делится г-н Шарма.
Несмотря на то, что есть несколько выборочных примеров, указывающих на то, что пожары более вероятны на старых установках – последнее возгорание в Германии произошло на ветроустановке, введённой в эксплуатацию в 2001 г. – г-н Шарма заявляет, что «нам не хватает данных исследований, чтобы подтвердить или опровергнуть справедливость такого мнения».
Г-н Роджер убеждён, что проектные организации всё серьёзнее относятся к этим вопросам, и утверждает, что компаниям в отрасли следует позаботиться о предупреждении пожаров на ранней стадии путём описания опасных ситуаций и размещению инструкций по поведению в случае их возникновения на специальных предупредительных плакатах.
«Нам известно, что персонал, осуществляющий удалённый контроль генераторов, имеющий доступ к данным термометрии и перегрева, в частности механических и подшипниковых узлов, не всегда в состоянии сделать правильный вывод о потенциальной опасности на основании указывающих на то признаков», – добавляет он.
Г-н Шарма указывает на участившиеся случаи того, как владельцы имущества пытаются уменьшить полную приведённую стоимость электроэнергии, сэкономив на издержках по наблюдению и проведению измерений, и того, что это лежит в корне всё большего числа несчастных случаев.
Vestas – «горим» идеей предотвращения пожаров
В «Vestas» настолько серьёзно относятся к предупреждению пожароопасных ситуаций, что в компании это стало неотъемлемой частью всего процесса проектирования.
«Наши инженеры-конструкторы постоянно проходят курсы по химии и физике огня, пассивному и активному предотвращению пожаров, пожарной нагрузке, локализации пожаров, выявлению более подверженных риску возгорания частях ветрогенераторов и применению знаний по пожаробезопасности и анализу рисков (FHRA)», – заявили в пресс-службе компании.
В своих установках производитель предлагает как системы обнаружения источника возгорания, так и пожаротушения. Контроль загазованности и повышенной температуры представляет собой группу электронных оптических и тепловых датчиков. Система является полностью автономной и функционирует без участия человека и с минимальным вмешательством сторонних систем.
Особо пристальное внимание уделяется соединениям в цепи электропитания, для которых в компании разработаны собственные инструкции по проектированию. Вышеуказанная система также оборудована устройством обнаружения искрения дугового разряда, которое отключает ГРУ ветрогенератора в случае опасного дугового замыкания (разряда большой мощности, подобного молнии, возникающего между двумя проводниками).
«А персонала, который может добраться до места происшествия, если на ветроустановке зафиксирована авария, ещё меньше. Я понимаю, что в отрасли пытаются снизить расходы, но есть предел того, как можно распределить ограниченное число людей на разные места работ».
Тем не менее, в отрасли твёрдо убеждены, что крайне эмоционально заряженные снимки с мест катастрофических пожаров создают ложную, преувеличенную картину серьёзности данной проблемы. «В относительных величинах число пожаров в ветроиндустрии не так велико», – считает Крис Стретфилд (Chris Streatfield), начальник отдела безопасности и охраны труда в «RenewableUK».
«К слову, в Великобритании мы провели совместную работу с [государственным] «Управлением по безопасности, здравоохранению и экологии» (Health & Safety Executive), и эта организация произвела оценку степени наших рисков, которые оказались не выше, чем в любой другой сфере хозяйственной деятельности, и уж точно не выше, чем в нефтегазовой отрасли, [поскольку] у нас, по крайней мере, отсутствует углеводородный фактор.
Ровно столько, сколько мы будем производить электроэнергию, столько же будут присутствовать механические и электрические источники возможного возгорания, а значит, всегда будут присутствовать и риски».
По данным, содержащимся в базе «Caithness Windfarm Information Forum» (CWIF), в период 2014-2018 в мире происходило в среднем 164 инцидента (не только возгораний!) с ветровыми турбинами в год. При этом важно отметить, что быстрый рост числа ветроустановок не сопровождается пропорциональным ростом числа инцидентов. То есть отрасль научилась более качественно управлять рисками. (Отметим, что авторы базы CWIF указывают, что их данные «ни в коем случае не являются полными»).
Что касается пожаров, то в 2013 году их было зафиксировано 24, в 2014 г – 19, 2015 г – 19, 2016 г – 28, 2017 г – 24, 2018 г – 26 (это меньше, чем оценка «G-Cube» в статье).
По информации GWEC, к концу 2016 года в мире действовало 341320 ветряных турбин.
Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber
