У повітрі проскакує блискавка. Мить потому — спалах, за яким лунає зловісне шипіння: блискавка влучила в лінію електропередачі. Зазвичай ви б побігли до будинку й зателефонували в енергетичну компанію. Але над головою, де можна було б очікувати побачити стіну хмар, що затьмарюють літнє небо, натомість біла стеля вигинається над гущавиною конструкцій космічної ери: 60-футові стовпи, оточені блискучими металевими кільцями; циліндр, що піднімається майже до крокв, увінчаний сферичною сіткою з металевих дисків, наче диско-куля, переосмислена Стенлі Кубриком.

Це одна з випробувальних лабораторій у Дослідницькому центрі високовольтних технологій GE Vernova у Віллербанні, Франція, — науково-дослідній установі світового класу, що спеціалізується на високовольтному (ВН) обладнанні для електромереж. У кінці коридору команда інженерів та вчених розробляє майбутнє компонентів ВН-підстанцій; потім ці вироби проходять випробування в лабораторії. Ви можете побачити вимикач у морозильній камері, вкритий крижаними шипами, або такий, що працює в камері, нагрітій до 60 градусів Цельсія (140 F), щоб переконатися, що він витримає суворі умови природи.

Робота, що проводиться в Дослідницькому центрі у Вільюрбані, імітує несприятливі умови, щоб енергетична інфраструктура була готова до екстремальних погодних явищ. Джерело зображень: GE Vernova

Оскільки кліматичні зміни спричиняють сильніші бурі та інтенсивні спекотні хвилі, ми можемо очікувати, що наша енергетична інфраструктура частіше зазнаватиме таких випробувань. Щоб спробувати загальмувати глобальне потепління, Міжнародне енергетичне агентство рекомендувало швидке впровадження технологій сталого енергозабезпечення. Тим часом попит на електроенергію продовжує зростати; він зріс на 15% у всьому світі між 2013 і 2023 роками і, за прогнозами, майже подвоїться до 2050 року.

Існує два способи задоволення цього попиту: прокласти нові лінії електропередач або збільшити потужність існуючих ліній. Обидва варіанти вимагають модернізації обладнання. Існуючі системи потребуватимуть більшої розривної здатності, щоб зменшити кількість коротких замикань, спричинених збільшенням струму, тоді як нові лінії повинні бути оснащені розподільчими пристроями, здатними витримувати вищі напруги, що сприяють більш ефективній передачі електроенергії.

Щоб допомогти вирішити проблему декарбонізації енергомережі та прискорити електрифікацію світу, Дослідницький центр сформував чотири команди для роботи над новими технологіями та дизайном продукції. Однією з них є команда з екодизайну, яка співпрацює з командою НДДКР, щоб зменшити вплив високовольтного обладнання на довкілля без шкоди для надійності чи економічної ефективності. Команди співпрацюють над проектами, що охоплюють діапазон від мікроампер до сотень кілоампер. Їхні інновації лежать в основі портфеля рішень з декарбонізації GRiDEA від GE Vernova, спрямованих на зменшення викидів в енергомережі та використання сировини.

Члени команди НДДКР

«Ми постійно досліджуємо нові матеріали та технології, щоб зменшити вплив на навколишнє середовище», — каже Янник Кіффель, технічний директор бізнес-напряму Power Transmission у GE Vernova та колишній керівник команди з екодизайну. «Ми намагаємося ставити планету на перше місце, розробляючи технології майбутнього».

Ширший погляд на розробку продукції

Місія команди з екодизайну — зробити високовольтне обладнання таким же стійким, як і енергія, яку воно передає. Першим кроком у процесі проектування кожного проекту у Віллурбані є оцінка життєвого циклу. Щоб скласти цілісне уявлення про загальний вплив продукту на довкілля, вони моделюють вплив кожного етапу його існування, включаючи виробництво, транспортування, розгортання та утилізацію після закінчення терміну експлуатації.

«Ми розглядаємо продукт від початку до кінця, щоб, вдосконалюючи одне обладнання, не переносити екологічний вплив кудись інше», — каже Кіффель.

«Ми намагаємося ставити планету на перше місце, розробляючи технології майбутнього», — каже Янник Кіффель, технічний директор бізнес-напряму Power Transmission у GE Vernova.

Оцінка життєвого циклу слугує компасом для підходу команди до екологічного проектування, гарантуючи, що їхні рішення ґрунтуються на вимірюваних результатах. Їхня мета — робити більше з меншими витратами — шляхом створення компактних, ефективних продуктів та використання перероблених компонентів, коли це можливо, щоб мінімізувати видобуток первинних матеріалів.

Команда застосовує ці принципи до розробки силових трансформаторів, досліджуючи переваги використання переробленої міді в обмотках, використання переробленої мінеральної оливи для ізоляції та подовження терміну експлуатації продукту завдяки покращеному моніторингу та своєчасному технічному обслуговуванню.

Окрім підтримки декарбонізації енергомереж, Дослідницький центр сприяє прискоренню електрифікації. Наприклад, інженери з досліджень та розробок працюють над продуктами для північноамериканського ринку та підвищенням їхніх характеристик, що вимагає від них розробки методів випробувань та пристроїв, які відповідають американським стандартам. Команда також прагне виробляти економічно ефективні продукти за конкурентоспроможними цінами.

Оскільки цифровізація може допомогти продовжити термін експлуатації систем у польових умовах, вона є важливою складовою такого підходу. Цифрові комутаційні пристрої містять менше механічних деталей, що зношуються, що робить їх більш надійними. Крім того, інтелектуальні модернізації з моніторингом за допомогою датчиків дозволяють здійснювати постійний моніторинг стану обладнання та попереджати команди технічного обслуговування про перші ознаки пошкодження обладнання, перш ніж вони погіршаться.

Вид зверху на об’єкт у Вільюрбані, де, за словами Кіффеля, «декарбонізація для нас — це не просто модне слово. Це те, чим ми займаємося».

Минулого серпня на конференції Міжнародної ради з великих електричних систем (CIGRE) 2024 року стаття команди Дослідницького центру про екологічні аспекти проектування силових трансформаторів та розподільних пристроїв була обрана однією з найкращих серед 1100 поданих робіт. Для Кіффеля та його команди це був момент гордості — і ще більша мотивація рухатися далі.

«Декарбонізація для нас — це не просто модне слово», — каже Кіффель. «Це те, чим ми займаємося, і це просто має сенс. Ми точно знаємо, чому щодня приходимо на роботу».

Ця стаття містить прогнозні заяви, які відображають поточні очікування на основі певних припущень. За винятком випадків, передбачених законом, ми не беремо на себе жодних зобов’язань щодо оновлення цих заяв.

Джерело