Stosowanie wież kratowych w elektrowniach wiatrowych - aspekty ekonomiczne

Wieże Rurowe czy kratowe – analiza ekonomiczno-techniczna

Najczęściej używane są stalowe wieże rurowe, które stanowią ok. 80% rynku europejskiego. Rzadziej betonowe i stalowe kratowe. Dążąc do budowania coraz wyższych wież prowadzone są prace nad konstrukcjami hybrydowymi, ich dolna część jest żelbetowa, górna stalowa.

Konstrukcja wież kratowych jest znana już od XIX w. Najbardziej charakterystyczną budowlą tego typu jest wieża Eiffla. Jej wysokość sięga ponad 300 m. Na konstrukcjach wież kratowych, montuje się linie energetyczne wysokich i najwyższych napięć.

Na tego rodzaju budowlach zainstalowano także turbiny wiatrowe w Europie, Azji i Ameryce Płn. Najwyższą na świecie elektrownię wiatrową wybudowano na wieży kratowej w Niemczech. Jej wysokość wynosi 160 m zaś turbina ma moc 2,5 MW. Wysokość ta jest jak na razie nieosiągalna dla wież rurowych i betonowych.

Coraz to większa produktywność osiągana dzięki wyższym wieżom wymusiła opracowanie konstrukcji wież hybrydowych z żelbetową podstawą. Wysokość wież rurowych, umieszczonych na żelbetonowej podstawie, ze względów technologicznych nie może być wyższa niż 100 m. Zbyt duża średnica rur uniemożliwia ich transport.
W porównaniu do zestawów rurowych i hybrydowych wieże kratowe są tańsze. Do ich budowy zużywa się mniej żelbetu (mniejsze fundamenty) oraz mniej stali. Dość łatwo transportuje się je na plac budowy w postaci zestawów kątowników. Aspekty ekonomiczne jednoznacznie wskazują na przewagę wież kratowych nad innymi konstrukcjami.


Rurowe czy kratowe – analiza

Decyzja o wyborze konstrukcji zapada już na etapie zmian w planie zagospodarowania przestrzennego. W wyniku pewnego „trendu” wpisuje się do dokumentacji wieżę rurową, a nie alternatywne rozwiązania. Po wstępnym wyborze modelu turbiny proces projektowania trwa ok. jednego roku. Wtedy wielu inwestorów zdaje sobie sprawę, że musi zamówić turbiny na wieży rurowej, mimo że tańsza jest oferta na wieżę kratową. Często planiści popełniają błąd, za który inwestorzy ponoszą dodatkowe koszty. Inne kosztowne niedopatrzenie planistów to ograniczenie wysokości wieży do 80 m lub 100 m, a nie np. 160 m. Postęp techniczny w dziedzinie elektrowni wiatrowych jest tak szybki i nie wszyscy projektanci zdają sobie sprawę, że obecne nowości mogą być za kilka lat standardem.

Panuje przekonanie, że kratowe konstrukcje są mało estetyczne. Jest to subiektywna ocena i trudno ją uzasadnić. Wieże rurowe są zazwyczaj widoczne z wielu kilometrów i jako nowy element burzą harmonię otoczenia. Natomiast wieże kratowe wraz z odległością stają się coraz mniej widoczne i konstrukcją przypominają estetykę porównywalną z wieżą Eiffla.

Część ekspertów twierdzi, że wieże kratowe są głośniejsze niż rurowe. Jednak nie potwierdzają tego doświadczenia. Poziom natężenia wytwarzanych przez konstrukcje kratowe dźwięków jest znacznie niższy od rurowych. Należy pamiętać o potrzebnych pomiarach hałasu. Argumentem przeciwników wież kratowych jest twierdzenie, że ich konserwacja i eksploatacja jest zbyt pracochłonna. Wieże kratowe (tak samo jak rurowe) muszą być regularnie sprawdzane i konserwowane zgodnie z procedurami. Zwykle raz do roku kontroluje się stan połączeń śrubowych.

Cynkowane ogniwo powierzchni wież kratowych gwarantuje antykorozyjną trwałość na min. 40 lat. Bezpoślizgowe połączenia śrubowe i dodatkowy, ciągły komputerowy monitoring drgań i naprężeń wież kratowych czyni te budowle bezpiecznymi i bardziej niezawodnymi. Konstrukcja wieży kratowej dla inspektorów kontrolujących jej stan jest zatem zaletą. Umożliwia obserwację rotoru z najmniejszej dostępnej odległości (poprzez wieżę kratową), czego nie można robić przy wieżach rurowych. Wieże rurowe są malowane, natomiast kratowe nie, ponadto mają zainstalowaną na stałe windę. Umożliwia ona w razie potrzeby łatwe i szybkie dostanie się luku do turbiny. Każda elektrownia wiatrowa po wielu latach eksploatacji i technicznym zużyciu jest demontowana. Koszty demontażu , recyklingu wież kratowych są niższe ze względu na znacznie mniejsze fundamenty oraz łatwość demontażu kątowników (rozbiórka rur o dużych średnicach jest bardzo skomplikowana i czasochłonna).

Na kratowych można zaoszczędzić aczkolwiek należy dokładnie przeanalizować wszystkie aspekty.

http://www.ecoenergia.pl/index.php?id_akt=127&plik=Elektrwonie_wiatrowe,_wieze_a_inwestorzy.html