Horns Rev 1

Horns Rev 1 — это морская ветряная электростанция (офшорный ветропарк), расположенная в акватории Северного моря у западного побережья Дании, в 14—20 километрах от мыса Блавандс-хук. Является первой крупномасштабной офшорной ветряной электростанцией в мире, введённой в эксплуатацию в 2002 году. На момент запуска Horns Rev 1 была крупнейшей ветряной электростанцией в мире по установленной мощности (160 МВт) и стала пионером в области строительства ветропарков в открытом море на значительном удалении от берега.

История

Проект Horns Rev 1 был разработан датской энергетической компанией Elsam (впоследствии вошедшей в состав DONG Energy, ныне — Ørsted). Идея строительства офшорного ветропарка на отмели Хорнс-Рев (дат. Horns Rev) возникла в конце 1990-х годов, когда Дания активно искала пути увеличения доли возобновляемой энергии в энергобалансе страны. В 1998 году правительство Дании утвердило план развития офшорной ветроэнергетики, предусматривающий строительство нескольких крупных ветропарков.

Строительство началось в 2001 году. Для установки фундаментов и турбин использовались специализированные суда, в том числе плавучий кран «Svanen». Монтаж 80 ветрогенераторов был завершён в 2002 году. Официальное открытие состоялось 4 декабря 2002 года. Общая стоимость проекта составила около 270 миллионов евро.

Конструкция и технические характеристики

Ветрогенераторы

Ветропарк состоит из 80 ветрогенераторов модели Vestas V80-2.0 MW, произведённых датской компанией Vestas Wind Systems. Каждый генератор имеет номинальную мощность 2 МВт, что в сумме даёт установленную мощность 160 МВт.

Основные параметры турбины Vestas V80:

• Диаметр ротора: 80 метров
• Высота башни: 70 метров
• Общая высота до оси ротора: 70 метров (высота башни) + 40 метров (половина диаметра ротора) = 110 метров
• Масса башни: около 130 тонн
• Масса гондолы: около 70 тонн
• Скорость вращения ротора: 10—20 оборотов в минуту
• Стартовая скорость ветра: 4 м/с
• Номинальная скорость ветра: 15 м/с
• Максимальная скорость ветра: 25 м/с

Фундаменты

Все 80 турбин установлены на монопильных фундаментах (monopile) — стальных цилиндрических сваях, забитых в морское дно. Глубина моря в районе ветропарка составляет от 6 до 14 метров. Длина свай варьируется от 30 до 40 метров в зависимости от условий грунта. Диаметр сваи — 4 метра.

Электрическая инфраструктура

Каждая турбина подключена к подводной кабельной сети напряжением 36 кВ. Кабели объединяются в две главные линии, которые подают электроэнергию на офшорную трансформаторную подстанцию. Подстанция расположена в центре ветропарка и представляет собой платформу на свайном фундаменте. На подстанции напряжение повышается до 150 кВ, после чего электроэнергия передаётся на берег по двум подводным кабелям длиной около 20 км каждый. На берегу, в районе Блавандс-хук, расположена наземная подстанция, где напряжение понижается до 60 кВ для подачи в национальную энергосистему Дании.

Эксплуатация и производительность

Среднегодовая выработка электроэнергии Horns Rev 1 составляет около 600 ГВт·ч. Это эквивалентно потреблению примерно 150 000 датских домохозяйств (при среднем годовом потреблении около 4 000 кВт·ч на домохозяйство). Коэффициент использования установленной мощности (capacity factor) составляет около 40—45 %, что характерно для офшорных ветропарков в Северном море с сильными и стабильными ветрами.

Ветропарк работает в автоматическом режиме. Управление и мониторинг осуществляются дистанционно из центра управления в Эсбьерге. Техническое обслуживание проводится с помощью специальных сервисных судов, базирующихся в порту Эсбьерг. В среднем каждая турбина проходит плановое обслуживание дважды в год.

Значение и влияние

Пионер офшорной ветроэнергетики

Horns Rev 1 стал первым в мире коммерческим офшорным ветропарком мегаваттного класса, построенным на значительном удалении от берега. До его запуска офшорные ветропарки существовали только в прибрежных зонах (например, Vindeby в Дании, 1991 год) и имели гораздо меньшую мощность. Успех Horns Rev 1 доказал техническую и экономическую осуществимость крупномасштабной офшорной ветроэнергетики, что стимулировало развитие аналогичных проектов в Европе (Великобритания, Германия, Нидерланды) и в мире.

Влияние на экологию

Исследования, проведённые после запуска ветропарка, показали, что Horns Rev 1 оказывает ограниченное воздействие на морскую фауну. В частности, было отмечено, что птицы (в том числе гаги и крачки) в основном избегают зоны ветропарка, но не испытывают значительного ущерба. Рыбные ресурсы в районе ветропарка не сократились; напротив, фундаменты турбин создали искусственные рифы, привлекающие рыбу. Морские млекопитающие (тюлени, морские свиньи) также адаптировались к присутствию ветропарка.

Экономический эффект

Проект Horns Rev 1 создал около 200 постоянных рабочих мест (обслуживание, управление, логистика) и значительно увеличил загрузку порта Эсбьерг, который стал основным хабом для офшорной ветроэнергетики Дании. Стоимость электроэнергии, вырабатываемой Horns Rev 1, на момент запуска была выше, чем от традиционных источников, однако с развитием технологий и масштабированием офшорной ветроэнергетики стоимость значительно снизилась.

Модернизация и продление срока службы

В 2019 году оператор ветропарка (компания Ørsted) объявил о планах модернизации Horns Rev 1. В 2020—2021 годах была проведена замена части электрооборудования, в том числе трансформаторов и кабелей. В 2022 году срок службы ветропарка был продлён до 2032 года (изначально он составлял 20 лет, до 2022 года). В 2023 году начались работы по замене лопастей роторов на более эффективные и лёгкие (из композитных материалов). После модернизации ожидается увеличение среднегодовой выработки на 10—15 %.

Сравнение с другими ветропарками

На момент запуска Horns Rev 1 был крупнейшим в мире. Впоследствии его превзошли по мощности более поздние офшорные ветропарки, такие как London Array (630 МВт, Великобритания, 2013 год), Gemini (600 МВт, Нидерланды, 2017 год) и Hornsea One (1,2 ГВт, Великобритания, 2019 год). Тем не менее, Horns Rev 1 остаётся важным эталонным объектом для отрасли.

Интересные факты

• Название «Horns Rev» происходит от датского названия песчаной отмели Хорнс-Рев, расположенной в Северном море. «Rev» означает «риф» или «отмель».
• Ветропарк расположен в зоне интенсивного судоходства, поэтому его территория огорожена буями и обозначена на навигационных картах.
• В 2005 году на Horns Rev 1 произошёл пожар в одной из турбин, который был быстро локализован и потушен. Никто не пострадал.
• В 2014 году ветропарк посетила делегация российских энергетиков в рамках изучения опыта Дании в области возобновляемой энергетики.

Источники

• Ørsted A/S. «Horns Rev 1 Offshore Wind Farm: Technical Documentation». 2002.
• Danish Energy Agency. «Offshore Wind Power in Denmark: Status and Perspectives». 2003.
• Vestas Wind Systems. «V80-2.0 MW: Technical Specifications». 2001.
• European Wind Energy Association (EWEA). «The European Offshore Wind Industry: Key Trends and Statistics». 2012.
• Petersen, J. K., et al. «Environmental Impact of Horns Rev 1 Offshore Wind Farm: A Review of Monitoring Studies». Marine Ecology Progress Series, 2015.