FA

^Наверх

Энергетика

Аксиома Свободы будет производить и потреблять три вида энергии тепловую, гидравлическую и электрическую.

Тепловая энергия не является основной будет производится в относительно не большом количестве солнечными коллекторами и тепловыми насосами новых поколений, аккумулироваться в объёме суточного потребления, использоваться в основном в бытовых целях и для применения в технологических процессах сфер водоснабжения, общественного питания, транспорта, санитарии и вторичного использования ресурсов.

Гидравлическая энергия будет вырабатываться гексаподами на основе гидроцилиндров в результате сглаживания колебаний морских волн между сегментами Portitor и несущей плитой bearing plate. Накапливать гидравлическую энергию (давление) система будет в гидроаккумуляторах которые позволят её использовать, для преобразования в электрическую энергию и возвращать в систему при необходимости.

Электрическая энергия будет основным видом энергии который обеспечивает все функции платформы Аксиома Свободы.

Система электроснабжения платформы будет состоять из объектов генерации, преобразования, передачи и накопления электрической электроэнергии.

Производство электрической энергии.

Основные источники электрической энергий платформы Аксиома Свободы будут состоять из трёх генерирующих групп использующих лучевую энергию солнца, кинетическую энергию ветра и морских волн.

1.	Солнечная генерация

В светлое время суток самым мощным источником электрической энергии будут блоки высоконадёжных органических солнечных батарей с КПД 50-70% с длительным (до 30—50 лет) ресурсом работы. Площадь горизонтально расположенных под поверхностью ВПП и стоянки воздушных судов солнечных батарей составит 450 000 м^. Так же блоки солнечных батарей будут размещены на большинстве доступных для обслуживания открытых горизонтальных твёрдых поверхностях платформы от тротуаров, велосипедных дорожек и проезжих частей до крыш, пергол, навесов и пляжных зонтов суммарной площадью до 350 000 м^. Проект Аксиомы Свободы будет предусматривать систематизированную инфраструктуру позволяющую повсеместно размещать, подключить, эксплуатировать и реконструировать отделку стен, пешеходных и проезжих поверхностей которая будет состоять из солнечных батарей. В местах доступных для обслуживания и ремонта на вертикальных не прозрачных поверхностях тяговых башен Mainsail - Wing и Spinnaker Tower так же будут размешены фотоэлектрические преобразователи энергии. Площадь размещения фото электрических модулей на одном Mainsail – Wing 10000 м^Х 54 штуки = 540000 м^, на комплексе Spinnaker Tower будут размещены блоки фото элементов площадью 50000 м^, суммарная площадь занятая вертикальными

Подготовка изображения

фотоэлектрическими преобразователями электрической энергии 590000 м^. Солнечные батареи новых поколений с КПД 60 % с потенциальной производительностью 0,6кВт мощности на 1м^. Отсюда горизонтально расположенные солнечные батареи общей площадью 940000 м^ будут обеспечивать выдачу мощности 480 МВт *час. Вертикальные фотоэлектрические модули площадью 550000 м^ с КПД 50 % и выдаваемой мощностью 0,5кВт на 1м^ обеспечат выдачу в систему электроснабжения Аксиомы Свободы 290 МВт *час. Суммарная максимальная мощность солнечной генерации платформы Аксиома Свободы при наибольшей инсоляции составит 770 МВТ*час. Средняя выработка электроэнергии солнечными источниками энергии Аксиомы Свободы будет не ниже 0,6 ГВТ*час

2.

Ветровая генерация

ВТОРЫМ по мощности источником электрической энергии будут ветроэлектрические установки (ВЭУ) которые могут работать в любое время суток, но полностью зависят от ветра.

В последние десятилетия человечество всё активнее развивает ветроэнергетику, постоянно совершенствуются существующие технологии и появляются новейшие разработки в данной отрасли. Высота Mainsail - Wing и Spinnaker Tower в навершии которых будут расположены независимо вращающиеся энергетические блок-сегменты с ветрогенераторами с изменяемым шагом винта либо оснащённые уже изобретёнными бесшумными ветрогенераторами без лопастей действующими по принципу паруса, который имеет форму конусной мембраны, ловит напор воздуха, усилие от которого передаётся на поршни, находящиеся за мембранной, в корпусе блок-сегмента ветроустановки. Поршни приводят в действие гидросистему, которая и вырабатывает электричество. Такой способ получения энергии кратно сокращает наличие механических узлов и устройств, имеет низкую вибрацию и уровень шума. Более высокий чем у классического ветрогенератора КПД. Кроме всего прочего, очень важно, что расходы при эксплуатации данных энергетических установок намного ниже, чем у классических винтовых ВЭУ при значительно больших сроках жизни и наработки на отказ.

Энергетический блок-сегмент Mainsail – Wing назовём его ВЭС (ветроэлектрическая станция) состоит из ветроэлектрических установок винтового или мембранного типа в усиливающем воздушное давление кольцевом кожухе. ВЭС состоит из трёх (ВЭУ) диаметром 21м мощностью 3 МВт каждая и трёх(ВЭУ) диаметром 11м номинальной мощностью 1 МВт каждая. Суммарная мощность шести (ВЭУ) при полной ветровой нагрузке составит 11МВт соответственно принимаем среднюю выдаваемую ветроэлектрической установкой в систему мощность в размере 9 МВт .

Получаем общую генерируемую ВЭС Mainsail – Wing мощность в количестве 54штук Х 9 МВт каждая = 486 МВт

Spinnaker Tower на фермах плечах между Сommand spire и боковыми башнями Shoulder tower L и Shoulder tower R будут расположены по 6 поворотных ветроэнергетических установок на каждом плече L и R, диаметром 21м кольцевом кожухе, мощностью 3 МВт каждая - общая мощность выдаваемая в систему 36 МВт*час.

Подготовка изображения

Суммарная максимальная мощность ветровой генерации платформы Аксиома Свободы при полной ветровой нагрузке 509 МВТ*час. Средняя выдача мощности ветровыми источниками энергии Аксиомы Свободы в систему будет не ниже 0,36 ГВТ*час

3.

Волновая гидравлическая генерация

Подготовка изображения

Третьим по мощности источником электрической энергии платформы Аксиома Свободы является волновая гидравлическая генерация. Конвертация кинетической энергии силы морских волн в электричество происходит так: волны поднимают и опускают сегменты Portitor, а гидроцилиндры высокого давления расположенные между сегментами Portitor и несущей плитой bearing plate сопротивляются движению и приводят в движение масло. Масло вращает гидравлические двигатели. Эти гидравлические двигатели приводят в движение электрические генераторы, которые производят электроэнергию. Излишки вырабатываемой гидравлической энергии (давления) используются в технологических процессах и накапливается гидроаккумуляторами системы.

Мощность генерируемая конвертером Portitor составляет  7 МВт. Удельные характеристики: мощность 0,1 кВт/тонну и 100 Вт на куб. м конструкции. В электрическую энергию превращается около 0,5% энергии волнения. Средняя мощность производимая одним конвертером Portitor  5 МВт. Средняя выдача мощности волновыми источниками энергии в энергосистему платформы Аксиомы Свободы в систему будет 50 Portitor Х 5 МВт  0,25 ГВТ*час.

4.	Дополнительные источники электрической энергии

Дополнительными источниками энергии будут служить (винто-рулевые колонки — ВРК) азимутальные подруливающие устройства Азиподы при работе в режиме рекуперации энергии при торможении платформы либо в режимах замедления скорости платформы при избыточной ветровой нагрузке на тяговые «парусные» движительные элементы Spinnaker Tower и Mainsail – Wing. Так же Азиподы расположенные в необходимом количестве в соответствующих местах платформы, даже при экстремальных погодных условиях смогут удерживать платформу на заданной позиции и траектории при движении либо стоянке с помощью спутниковой системы динамического позиционирования. По ситуационной необходимости либо при возникновении излишков энергии Азиподы могут быть используемы как классические судовые тяговые управляемые двигательные установки. При движении платформы полным курсом для достижения максимальной скорости движения платформы Азиподы за счёт оснащения гребными винтами с изменяемым шагом помимо режимов тяги и рекуперации смогут переводится в режим холостого хода при повороте лопастей в положение с нулевым углом атаки. Данное положение лопастей винтов Азиподов позволит экономить энергию и оказывать минимальное сопротивление при движении платформы в режиме хода под парусом

Выдача мощности

Три основных части генерирующей триады взаимно дополняя друг друга полностью обеспечат возобновляемой электрической энергией платформу Аксиомы Свободы!

За счёт большого количества параллельно работающих генераторов имеющих различные независимые источники достигается высокая надёжность и энергетическая безопасность платформы, минимизируется стоимость выработки электроэнергии.

1.	Солнечная генерация (в светлое время суток)	*0,6 ГВТчас**	1,2 ГВТ
2.	Ветровая генерация (непостоянна во времени)	*0,35 ГВТчас**
3.	Волновая гидравлическая генерация (непостоянна во времени)	*0,25 ГВТчас**
4.	Дополнительные источники электрической энергии	*0,05 ± 0,01 ГВТчас**
Среднесуточная выработка и накопление электроэнергии 10 - 12 ГВТ

Совокупная электрическая мощность генерируемая энергетической системой платформы Аксиома Свободы при средних параметрах солнечной, ветровой и волновой активности составит 1,3 ГВТ*час.

Исходя из того, что перемещение всей платформы будет происходить за счёт тяговых «парусных» движителей Spinnaker Tower и Mainsail – Wing потребляющих электрическую энергию только для поворота Mainsail – Wing и самих ВЭС и ВЭУ которая кратно ниже чем сами же они и вырабатывают. Производимых за сутки всей энергосистемой платформы 10 ГВТ электрической мощности абсолютно достаточно для покрытия всех энергетических потребностей платформы Аксиома Свободы.

Преобразование и передача электрической энергии.

Все процессы обеспечивающие (жизнеобеспечение, технологические, бытовые, транспортные и т.д.) функции платформы Аксиомы Свободы связаны с потреблением электрической энергии. Сетевая часть энергосистемы будет иметь структуру позволяющую постоянно совершенствовать и обновлять структурные элементы (смену «поколений» оборудования) с постоянным улучшением параметров, и применением «зелёных» технологий. При формировании электроэнергетической системы всё от высоковольтного силового оборудования до потребителей самого низкого класса напряжения (подстанции, линии электропередачи, центры потребления электрической энергии) будет иметь исполнение удовлетворяющее требованиям энергосбережения и многолетней работы в морских условиях. Мощности генераторов, трансформаторов, коммутирующего оборудования, линий электрической передачи и накопителей энергии будут соответствовать максимальной мощности потребителей электроэнергии. Энергосистема будет иметь оптимальные параметры преобразовательных устройств, высокую пропускную способность линий электропередач (сверхпроводимость), обеспечивать бесперебойное электроснабжение при высоком качестве энергии, экономичность, безопасность и удобство в эксплуатации, возможность постоянной модернизации и минимизации потерь. Высочайшую степень резервирования и запаса электрической мощности. Широко будут применяться инновации: высокотемпературная сверхпроводимость, нано и IT технологии, полностью автоматизированное дистанционное оперативное и техническое управление, роботизированное обслуживание и ремонт, системы позиционирования в режиме реального времени, машинное зрение, тонкоплёночные термоэлектрические элементы, и прочие инновационные технологии. Объекты энергосистемы, как и всё на платформе Аксиома Свободы будут абсолютно соответствовать экологическим нормам и не будут воздействовать на окружающую среду.

Накопление и сохранение электрической энергии

В связи с тем что работа всех источников электрической энергии платформы Аксиома Свободы не постоянна во времени и напрямую зависит от погодных факторов (ветровая и морская активность) и из-за большой составляющей солнечной генерации максимальная выдача мощности в систему находится в пределах светлого времени суток, а пиковое потребление электрической энергии происходит в ночное время, электроэнергетическая система Аксиомы Свободы будет накапливать энергию в аккумулирующих массивах кластерах и выдавать её потребителям в нужное время.

Для размещения аккумуляторных батарей будет отведено 5 сегментов Portitor^* расположенных под центральной частью bearing plate. Огромного внутреннего объёма и запаса грузоподъёмности сегментов Portitor будет достаточно для размещения большого количества не зависимых друг от друга, аккумуляторных кластеров.

Массивы секций аккумуляторных батарей в кластерах займут инновационные виды сверх ёмких нано проводниковых элементов, литий - ионных батарей или био - органических батарей на основе "самоорганизующихся нано кристаллов" из пептидных молекул. Применение инновационного оборудования при минимальном весе и объёме аккумуляторов будет иметь высочайшую электрическую ёмкость. Всё перечисленное в любое время суток полностью обеспечит всех потребителей Аксиомы Свободы необходимом количеством электрической энергии требуемых параметров.

<--Суть проекта

Модель проекта FA-->