В воздухе раздаётся треск молнии. Через мгновение вспыхивает свет, за которым следует зловещее шипение: молния ударила в линию электропередачи. Обычно в такой ситуации вы бы побежали в дом и позвонили в электрокомпанию. Но над головой, где можно было бы ожидать увидеть стену облаков, омрачающих летнее небо, вместо этого белый свод потолка возвышается над зарослями конструкций космической эпохи: 18-метровые столбы, окруженные блестящими металлическими кольцами; цилиндр, поднимающийся почти до стропил, увенчанный сферической сеткой из металлических дисков, словно диско-шар, переосмысленный Стэнли Кубриком.

Это одна из испытательных лабораторий в Исследовательском центре высоковольтных технологий GE Vernova в Вильёрбане, Франция — исследовательском центре мирового уровня, специализирующемся на высоковольтом (ВН) сетевом оборудовании. В конце коридора команда инженеров и ученых разрабатывает будущее компонентов ВН-подстанций; затем продукты проходят испытания в лаборатории. Вы можете увидеть автоматический выключатель в морозильной камере, покрытый ледяными шипами, или работающий в камере, нагретой до 60 градусов по Цельсию (140 градусов по Фаренгейту), чтобы убедиться, что он выдержит суровые условия природы.

Работа, проводимая в Исследовательском центре в Вильёрбане, моделирует неблагоприятные условия, чтобы энергетическая инфраструктура была готова к экстремальным погодным явлениям. Источник изображений: GE Vernova 

Поскольку изменение климата приводит к более сильным штормам и интенсивным тепловым волнам, можно ожидать, что наша энергетическая инфраструктура будет подвергаться подобным испытаниям все чаще. Чтобы попытаться остановить глобальное потепление, Международное энергетическое агентство рекомендовало быстрое внедрение технологий устойчивой энергетики. Между тем спрос на электроэнергию продолжает расти; с 2013 по 2023 год он вырос на 15% во всем мире, и, по прогнозам, к 2050 году почти удвоится.

Существует два способа удовлетворить этот спрос: проложить новые линии электропередачи или увеличить мощность существующих линий. Оба варианта требуют модернизации оборудования. Существующие системы потребуют большей отключающей способности, чтобы смягчить рост числа коротких замыканий, вызванных увеличением тока, в то время как новые линии должны быть оснащены коммутационным оборудованием, способным выдерживать более высокие напряжения, которые помогают транспортировать энергию более эффективно.

Чтобы помочь решить задачу декарбонизации энергосистемы и ускорить электрификацию мира, Исследовательский центр сформировал четыре команды для работы над новыми технологиями и проектированием продукции. Одной из них является команда по экодизайну, которая сотрудничает с командой НИОКР с целью снижения воздействия высоковольтного оборудования на окружающую среду без ущерба для надежности или экономической эффективности. Команды сотрудничают в проектах, охватывающих диапазон от микроампер до сотен килоампер. Их инновации лежат в основе портфеля решений GE Vernova GRiDEA по декарбонизации, направленных на сокращение выбросов в энергосистеме и использования сырья.

Члены команды НИОКР. 

«Мы постоянно исследуем новые материалы и технологии, чтобы снизить воздействие на окружающую среду», — говорит Янник Киффель, технический директор бизнес-направления Power Transmission в GE Vernova и бывший руководитель команды экодизайна. «Мы стараемся ставить интересы планеты на первое место при разработке технологий будущего».

Более широкий взгляд на разработку продукции

Задача команды экодизайна — сделать высоковольтное оборудование столь же экологичным, как и энергия, которую оно передает. Первым шагом в процессе проектирования каждого проекта в Вильёрбане является оценка жизненного цикла. Чтобы составить целостное представление об общем воздействии продукта на окружающую среду, они моделируют влияние каждого этапа его существования, включая производство, транспортировку, развертывание и утилизацию по окончании срока службы.

«Мы рассматриваем продукт от начала до конца, чтобы, улучшая одно устройство, не переносить экологическое воздействие в другое место», — говорит Киффель.

«Мы стараемся ставить планету на первое место при разработке технологий будущего», — говорит Янник Киффель, технический директор бизнес-направления Power Transmission в GE Vernova. 

Оценки жизненного цикла служат ориентиром для подхода команды к экологическому проектированию, гарантируя, что их выбор основан на измеримых результатах. Их цель — делать больше с меньшими затратами — путем создания компактных, эффективных продуктов и использования переработанных компонентов, когда это возможно, чтобы свести к минимуму добычу первичных материалов.

Команда применяет эти принципы при разработке силовых трансформаторов, изучая преимущества использования переработанной меди в обмотках, применения переработанного минерального масла для изоляции и продления срока службы продукта за счет улучшенного мониторинга и своевременного технического обслуживания.

Помимо содействия декарбонизации энергосистемы, Исследовательский центр способствует ускорению электрификации. Например, инженеры-разработчики работают над продуктами для североамериканского рынка и повышением их характеристик, что требует от них разработки методов и устройств тестирования, соответствующих американским стандартам. Команда также стремится производить экономичные продукты по конкурентоспособным ценам.

Поскольку цифровизация может помочь продлить срок службы систем в эксплуатации, она является важной частью этого подхода. Цифровые коммутационные устройства содержат меньше механических частей, подверженных износу, что делает их более надежными. Кроме того, интеллектуальные модернизации с сенсорным мониторингом позволяют осуществлять непрерывный мониторинг состояния и предупреждать команды технического обслуживания о ранних признаках повреждения оборудования до того, как они усугубятся.

Вид с высоты на объект в Вильурбане, где, по словам Киффеля, «декарбонизация — это не просто модное слово для нас. Это то, чем мы занимаемся». 

В августе прошлого года на конференции Международного совета по крупным электрическим системам (CIGRE) 2024 года доклад команды Исследовательского центра о соображениях экодизайна для силовых трансформаторов и коммутационного оборудования был выбран одним из лучших из 1100 представленных работ. Для Киффеля и его команды это был момент гордости — и еще большая мотивация для дальнейших усилий.

«Декарбонизация для нас — не просто модное слово, — говорит Киффел. — Это то, чем мы занимаемся, и это просто имеет смысл. Мы точно знаем, зачем каждый день приходим на работу».

Эта статья содержит прогнозные заявления, отражающие текущие ожидания на основе определенных допущений. За исключением случаев, предусмотренных законом, мы не берем на себя никаких обязательств по обновлению этих заявлений.

Источник