Ekspansja w głąb morza dzięki pływającej sile wiatru
Jak dotąd są to bardzo rzadkie - pływające farmy wiatrowe. Rodzaj kotwiczenia w gruncie umożliwia rozwój głębszych wód. Dlatego metoda jest interesująca dla wielu krajów europejskich.
Co tam pływa? Po prawej - turbina wiatrowa. Umożliwiają to puste fundamenty korpusowe z powietrzem w nich. W żargonie technicznym technologia ta nazywana jest „pływającą morską energią wiatrową”. Zasada wydaje się prosta: turbiny wiatrowe są budowane na pływających fundamentach, które są zakotwiczone w dnie morskim. Zalety tej metody w porównaniu z fundamentami wbitymi w dno morskie są oczywiste. Ingerencje w środowisko morskie są znacznie mniejsze, ponieważ cumowanie pływających fundamentów na dnie morskim jest mniej hałaśliwe i prawie żadna konstrukcja budynku nie musi być ponownie usuwana podczas demontażu. Przede wszystkim jednak pływające farmy wiatrowe umożliwiają wykorzystanie energii wiatru w miejscach o dużej głębokości wody i obiecują większy uzysk energii, ponieważ im większa odległość od wybrzeża, tym silniejszy wiatr i więcej godzin pełnego obciążenia w ciągu roku. być oczekiwanym.
Potencjał tej technologii jest zatem ogromny. Około 80 procent obszarów morskich kwalifikujących się do pozyskiwania morskiej energii wiatrowej jest głębszych niż 60 metrów i dlatego nie jest ekonomiczne dla tradycyjnych turbin wiatrowych zakotwiczonych na ziemi („morski wiatr na dnie”). W przypadku ich pływających odpowiedników powinno się to zmienić w przyszłości i więcej obszarów zostanie zagospodarowanych pod morską energetykę wiatrową. Raport europejskiego stowarzyszenia branżowego WindEurope z 2017 roku poświadcza europejskie wody 4000 gigawatów możliwej mocy Raport podkreśla, że z pływającej energii wiatrowej, znacznie większej niż łączny potencjał Stanów Zjednoczonych i Japonii. A co z praktyczną implementacją?
Technologia w powijakach: projekty pilotażowe
Liczba pływających morskich turbin wiatrowych na całym świecie jest nadal niska. Zakres projektu sięga od turbiny testowej po w pełni podłączoną farmę wiatrową, jak to miało miejsce ostatnio Wybrzeże Portugalii działa Projekt „Windfloat Atlantic”. Trzy turbiny wiatrowe o mocy 8,5 megawatów zostały podłączone do 100-kilometrowego kabla na Atlantyku na głębokości 20 metrów, który łączy park z kolejną platformą transformatorową. To sprawia, że pływające turbiny wiatrowe u wybrzeży Portugalii należą do największych i najpotężniejszych w swoim rodzaju.
Na arenie międzynarodowej europejskie firmy do tej pory wyprzedzały konkurencję, jeśli chodzi o testowanie technologii według WindEurope około trzech czwartych wszystkich „pływających” projektów pilotażowych na całym świecie. Firma Equinor podjęła decydujący krok w 2017 roku i zbudowała pierwszą na świecie pływającą farmę wiatrową „Hywind” 25 kilometrów na wschód od szkockiego wybrzeża z łącznie pięcioma turbinami i mocą 30 megawatów. Następnie Ideol rozpoczął budowę pilotażowego zakładu („Floatgen”) u wybrzeży francuskiego Atlantyku. Hiszpania, Szwecja i Norwegia również testowały takie pływające turbiny wiatrowe od dwóch do trzech lat.
Europejskie firmy są pionierami; dziś zarządzają trzema czwartymi z ponad 50 projektów pływających na całym świecie.
Tylko w ciągu najbliższych dwóch lat sześć kolejnych europejskich projektów ma zostać uruchomionych, z czego cztery na wodach francuskich. Największy potencjał tkwi u wybrzeży Wielkiej Brytanii, Irlandii, Francji, Hiszpanii i Portugalii. Istnieją szerokie, głębokie zbiorniki wodne ze stromo opadającymi dnami morskimi, a wybrzeża są często gęsto zaludnione przez miasta i przemysł. Gwarantuje to wysokie uzyski energii przy krótkich drogach transmisji. Z największa na świecie pływająca farma wiatrowa „Kincardine” jest już budowany u wybrzeży Szkocji. W sumie zostanie wykorzystanych pięć turbin wiatrowych klasy ciężkiej o mocy 9,5 megawatów, systemy mają zostać uruchomione w tym roku i wyprzedzą portugalskie pływające diabelskie młyny.
Operatorzy posiadający pływające turbiny wiatrowe mają jeszcze więcej korzyści: ich fundamenty są tańsze w montażu niż rury stalowe zakotwiczone w dnie morskim i nie są tak zależne od warunków glebowych i morskich. Do tej pory jednak systemy „pływające” są prawie dwukrotnie droższe w porównaniu do fundamentów kotwionych w ziemi, ponieważ jest to wciąż bardzo młoda technologia. Jednak, podobnie jak w przypadku konwencjonalnej morskiej energii wiatrowej, również tutaj oczekuje się redukcji kosztów. Zakładają eksperci branżowi z WindEurope i Międzynarodowej Agencji Energetycznej (IEA) 38 do 50 procent obniżki ceny do 2050. To obiecuje dobre perspektywy dla pływających turbin, ale jak ta zasada faktycznie działa technicznie?
Rodzaje fundamentów
Podobnie jak w przypadku kotwienia do podłogi, istnieją również różne wersje fundamentów pływających. Cztery najpopularniejsze metody to:
W tym wariancie turbina wiatrowa osadzona jest na płaskim, pływającym fundamencie. Na środku pływającego korpusu znajduje się basen księżycowy, który zapewnia niezbędną stabilność nawet przy większych falach. Fundament jest zakotwiczony w dnie morskim za pomocą lin.
Platforma, zwykle trójkątna stalowa rama z pionowymi cylindrami, nadaje się do głębokości do 200 metrów. Do spodu przyspawane są duże płyty, które ograniczają ruch w pionie. System można ustawić na lądzie w suchym doku - duża przewaga nad innymi koncepcjami. Portugalia wykorzystała „pływaków półzanurzalnych” w projekcie „Windfloat Atlantic”.
Koncepcja „Spar-Buoy” jest pionierem wśród pływających fundamentów i jednocześnie najbardziej oszczędzającą materiał. Boje były używane w szkockim „Hywind”. Zapewnia duży, wydrążony stalowy cylinder, który służy jako pływak i wieża. Podobnie jak góra lodowa sięga głębiej pod wodą niż na niebie. W najniższym punkcie jest wypełniony balastem, więc środek ciężkości przesuwa się daleko w dół. Boje szpary są stabilne w morzu nawet przy silnych falach. Problemem jest ogromna głębia. Oznacza to, że można rozwijać tylko lokalizacje o głębokości wody około 200 metrów.
Nadaje się do wody o głębokości od 50 do 200 metrów. Zwykle cylindryczny pływak jest lekko wciągany pod wodę przez napięte łańcuchy lub liny i utrzymywany w tej samej pozycji. Łańcuchy są trzymane bezpośrednio na dnie morskim lub na przeciwwadze o wadze do kilku tysięcy ton. Łańcuchy trzymające są narażone na ogromne siły na wzburzonych morzach.
Pierwsze trzy warianty są luźno przymocowane do dna morskiego. Pozwala to na łatwiejszą instalację, podczas gdy platforma cięgna wymaga solidniejszego zakotwienia. Pozwala to na bardziej stabilną strukturę. Wszystkie cztery rodzaje fundamentów są już testowane lub zostały już przetestowane w różnych projektach. Bieżący zawiera przegląd wszystkich planowanych i już istniejących projektów pływających na morzu „Global Offshore Wind Report”.
Twoja osoba kontaktowa
Andreas Mummert
Telefon: +49 (0)30 / 28 44 93 41