Воздух рассекает электрический разряд. За мгновенной вспышкой следует тревожное шипение: молния угодила в линию электропередачи. В реальной жизни вы бы спрятались в доме и вызвали аварийную службу. Но здесь, над головой, вместо привычной летней грозовой тучи нависает белый купол. Под ним стоят опоры высотой 60 футов, опоясанные сияющими металлическими кольцами, а также цилиндр, устремленный к потолку и завершенный сферой из металлических дисков, напоминающей диско-шар из фильмов Стэнли Кубрика.

Так выглядит одна из лабораторий Исследовательского центра высоких напряжений GE Vernova в Вильюрбане (Франция). Этот объект мирового уровня специализируется на оборудовании для высоковольтных (HV) сетей. В соседних кабинетах инженеры и ученые проектируют компоненты подстанций нового поколения, которые затем проходят жесткие испытания. Выключатель могут поместить в морозильную камеру до образования ледяной корки или испытывать в жаре до 60 градусов Цельсия (140 °F), чтобы гарантировать его устойчивость к капризам природы.

Изменение климата провоцирует более мощные штормы и аномальную жару, поэтому энергосистемы будут подвергаться таким нагрузкам все чаще. Для борьбы с глобальным потеплением Международное энергетическое агентство призывает к быстрому внедрению экологичных энерготехнологий. Параллельно растет потребление электроэнергии: с 2013 по 2023 год оно увеличилось на 15% globally, а к 2050 году может вырасти почти вдвое.

Удовлетворить этот спрос можно двумя путями: строительством новых ЛЭП или повышением мощности существующих линий. Оба варианта требуют модернизации оборудования. Действующим сетям нужна большая отключающая способность для защиты от коротких замыканий при возросших токах, а новым линиям необходима коммутационная аппаратура, рассчитанная на высокие напряжения для эффективной транспортировки энергии.

Чтобы способствовать декарбонизации сетей и глобальной электрификации, в Исследовательском центре созданы четыре команды, занимающиеся новыми технологиями и дизайном продуктов. Одна из них — группа эко-дизайна, которая вместе с отделом R&D снижает экологический след высоковольтного оборудования, сохраняя его надежность и рентабельность. Специалисты работают с проектами разного масштаба: от микроампер до сотен килоампер. Их разработки составляют основу портфеля решений GRiDEA от GE Vernova, направленных на снижение выбросов и расхода сырья.

«Мы постоянно изучаем новые материалы и технологии, чтобы минимизировать вред для окружающей среды», — отмечает Янник Кьеффель, директор по технологиям направления «Передача электроэнергии» в GE Vernova и экс-руководитель группы эко-дизайна. «При создании технологий будущего мы ставим интересы планеты на первое место».

Комплексный подход к разработке продукции

Задача команды эко-дизайна — сделать высоковольтное оборудование таким же устойчивым, как и передаваемая им энергия. Начальный этап любого проекта в Вильюрбане — оценка жизненного цикла. Чтобы понять общее влияние продукта на экологию, специалисты моделируют воздействие каждого этапа: от производства и логистики до эксплуатации и утилизации.

«Мы анализируем продукт от начала до конца, чтобы улучшение одного компонента не приводило к переносу экологического ущерба в другую область», — объясняет Кьеффель.

Оценка жизненного цикла служит ориентиром для стратегии эко-дизайна, обеспечивая принятие решений на основе измеримых показателей. Цель команды — делать больше с меньшими ресурсами: создавать компактные и эффективные изделия, максимально используя вторсырье для сокращения добычи первичных материалов.

Эти принципы применяются при разработке силовых трансформаторов. Изучаются преимущества использования рециклированной меди в обмотках, переработанного минерального масла для изоляции, а также продление срока службы за счет улучшенного мониторинга и своевременного обслуживания.

Помимо декарбонизации сетей, Центр способствует ускорению электрификации. Например, инженеры R&D создают продукты для рынка Северной Америки с повышенными характеристиками, что требует разработки методов тестирования и устройств, соответствующих американским стандартам. Команда также стремится выпускать конкурентоспособную продукцию по доступной цене.

Цифровизация играет ключевую роль в этой философии, так как помогает продлить срок службы систем. Цифровые коммутационные устройства имеют меньше механических деталей, подверженных износу, что повышает их надежность. Кроме того, интеллектуальные системы с датчиками позволяют непрерывно отслеживать состояние оборудования и предупреждать ремонтные бригады о ранних признаках повреждений до их усугубления.

В августе прошлого года на конференции Международного совета по большим электрическим системам высокого напряжения (CIGRE) 2024 года статья команды Центра об эко-дизайне трансформаторов и коммутационной аппаратуры вошла в число лучших среди 1100 заявок. Для Кьеффеля и его коллег это стало предметом гордости и дополнительным стимулом для дальнейшей работы.

«Декарбонизация для нас не просто модное слово», — утверждает Кьеффель. «Это суть нашей деятельности, и в этом есть глубокий смысл. Мы четко понимаем, зачем приходим на работу каждый день».

Эта статья содержит прогнозные заявления, отражающие текущие ожидания, основанные на определенных предположениях. Если иное не требуется по закону, мы отказываемся от обязательств по обновлению этих заявлений.

Источник