Как новые добровольные стандарты ASME и МЭК упрощают эксплуатацию ветровых турбин

Мощность ветровой турбины во многом зависит от двух факторов: скорости ветра и высоты ее башни. В настоящее время самой высокой ветровой турбиной в мире является Nordex N131/3300. Она расположена в городе Хаусбай, Германия. Высота турбины составляет 164 метра (а если учитывать ротор, то и вовсе 230 метров). При этом ее мощность достигает впечатляющих 3,3 мегаватта. 

Очевидно, что энергетическим компаниям выгодно развертывать столь же высокие ВЭС по всему миру, позволяющие максимизировать выработку электроэнергии. Тем не менее, при установке и обслуживании высоких башен и роторов возникает много проблем. Чтобы решить эти проблемы, требуются специальные лифты.

Лифты для башен ВЭС отличаются от обычных аналогов, которые можно обнаружить внутри зданий и других сооружений, и, следовательно, в их адрес предъявляются уникальные требования, оговариваемые в тексте релевантных стандартов. 

Необходимость специальных стандартов обусловлена тем, что при изготовлении лифтов и лифтовых шахт для обычных зданий используется множество сварных швов. Использование подобной технологии применительно к башне ветровой турбины может поставить под угрозу ее структурную целостность и безопасность работников. Вместо этого при создании лифтов для обслуживания ВЭС используются открытые конструкции, предполагающие перемещение нагрузки по направляющей с помощью кабеля.

Еще одной уникальной особенностью лифтов для ветровых турбин является повышенная стойкость к внешним воздействиям. Проектировщикам и изготовителям подобных систем необходимо учитывать факторы окружающей среды, воздействию которых подвергаются лифты, постоянно помещаясь внутри башен. Необходимо учитывать воздушные потоки, вызывающие значительные колебания башен в горизонтальной плоскости, а также эффекты экстремальных температур и перепады влажности. 

Как следствие, разработчики лифтов для башен ВЭС не должны добиваться полного соответствия требованиям стандартов на обычные лифты вроде документа ASME A17.1 "Кодекс безопасности для лифтов и эскалаторов", который разработали специалисты Американского общества инженеров-механиков (American Society of Mechanical Engineers; ASME). Поскольку во многих случаях это было бы непрактично.

Однако, несмотря на отсутствие необходимости обеспечения строго соответствия требованиям стандартов на обычные лифты, изготовители специализированных аналогов для обслуживания ветровых турбин часто используют содержащиеся в тексте подобных документов рекомендации, которые касаются противовесов, лифтовых кабин, перил и освещения, а также допустимых напряжений и идентификации маркировки оборудования. 

Вышеуказанные рекомендации, наряду со всеми остальными данными, связанными с ветровыми турбинами для башен ВЭС, представлены в тексте специализированного добровольного стандарта ASME A17.8-2016 / CSA B44.8-2016 "Стандарт на лифты для башен ветровых турбин, официальный свод требований для служебных лифтов".

Это первая версия данного стандарта. Документ был опубликован в 2016 году. До его публикации требования к служебным лифтам для ветровых турбин варьировались в широких пределах. Как следствие, перед вводом подобного оборудования в эксплуатацию требовалось получение официального одобрения со стороны регулирующих органов. 

Целевой аудиторией документа выступают производители лифтового оборудования из  Соединенных Штатов Америки и Канады, но эксперты не исключают, что взять на вооружение стандарт ASME A17.8-2016 / CSA B44.8-2016 вскоре решат компании из целого ряда других государств. 

Как известно, крупные ВЭС зачастую возводятся на относительно порядочном отдалении от городов и других населенных пунктов, чтобы не создавать неудобств их жителям. Все потому, что такие устройства являются достаточно шумными. 

При этом чтобы доставить выработанное на ВЭС электричество в города зачастую используются воздушных линий электропередачи. Их развертывание упрощает обновленный добровольный стандарт МЭК 60826:2016 "Критерии проектирования воздушных линий электропередачи", актуализацией которого занимались специалисты Международной электротехнической комиссии (International Electrotechnical Commission; IEC; МЭК). 

Документ определяет требования к нагрузочному сопротивлению и прочности воздушных линий электропередачи. Он охватывает ЛЭП, предназначенные для передачи электричества с напряжением в 45 киловольт и выше. Но документ также может применяться в отношении ЛЭП, предназначенных для передачи тока с меньшим номинальным напряжением. В тексте стандарта МЭК 60826:2016 не приводятся детальные рекомендации по проектированию отдельных компонентов ЛЭП, таких как башни, фундаменты, а также проводники или изоляторы.