Rozwój morskich farm wiatrowych napędza nowe technologie

Energia wiatrowa jest najbardziej rozwiniętą technologią wśród wszystkich odnawialnych źródeł energii. Wkrótce jednak dużym wyzwaniem może okazać się znalezienie odpowiednich lokalizacji do budowy lądowych farm wiatrowych, czy to ze względu na wysoki poziom urbanizacji (szczególnie w Europie Zachodniej), czy też obawy związane z negatywnym wpływem farm wiatrowych na estetykę krajobrazu. To otwiera możliwości dla rozwoju morskich farm wiatrowych. 

Według analizy „Rozwój technologiczny morskich farm wiatrowych” przygotowanej przez Frost & Sullivan, zwiększone inwestycje w morską energetykę wiatrową przyczynią się do rozwoju nowych technologii. Najważniejszą z nich jest technologia budowania fundamentów dla morskich farm wiatrowych, których koszt często stanowi aż 40% kosztów całej inwestycji. 

Direct Drive - bezprzekładniowe turbiny wiatrowe i podmorskie okablowanie

– Kolejnym technologicznym trendem jest zwiększanie wydajności turbin i wykorzystywanie synchronicznych generatorów z pracujących w układzie Direct Drive, zamiast szeroko używanych dziś generatorów asynchronicznych, które wymagają użycia przekładni. Bezprzekładniowe turbiny wiatrowe zapewniają większą niezawodność, co jest istotnym czynnikiem w projektach morskich, w przypadku których prace konserwacyjne generują znaczące koszty – stwierdza Tomasz Kamiński, analityk grupy Technical Insights.

Innym rozwiązaniem technologicznym powiązanym z morskimi farmami wiatrowymi jest podmorskie okablowanie. Aktualnie energia generowana przez morskie farmy wiatrowe jest przesyłana na ląd za pomocą kabli wysokiego napięcia do prądu przemiennego (typu HVAC). 

– Jednakże wraz z oddaleniem się morskich farm wiatrowych od wybrzeża, kable typu HVAC stają się coraz mniej atrakcyjne z ekonomicznego punktu widzenia ze względu na zwiększające się straty w przesyle. Z tego względu skupiamy uwagę na podmorskich kablach wysokiego napięcia dla prądu stałego (typu HVDC) – stwierdza Tomasz Kamiński.

Przyszłość morskich farm wiatrowych będzie zależała w średniej perspektywie od nowoczesnych rozwiązań w zakresie budowy fundamentów na głębokości 30-60 metrów oraz w dłuższej perspektywie na głębokości ponad 60 metrów. Najbardziej atrakcyjnym rozwiązaniem alternatywnym wobec powszechnie stosowanych filarów typu mono są podstawy kratownicowe, które można stosować na wodach o głębokości od 30 do 60 metrów. W perspektywie długoterminowej oraz dla morskich farm wiatrowych bardzo oddalonych od brzegu najbardziej prawdopodobnym rozwiązaniem wydają się podstawy pływające.

– Podstawy kratownicowe znajdują się już prawie w komercyjnej fazie rozwoju, natomiast podstawy pływające wymagają jeszcze przynajmniej kilku lat badań. Obecnie stosowany jest tylko jeden prototyp turbiny wiatrowej wykorzystującej podstawę pływającą – dodaje Tomasz Kamiński. 

Oprócz problemów związanych z rozwojem technologii i tworzenia nowych typów podstaw, kolejnym wyzwaniem jest transport elementów morskich farm wiatrowych. Aktualnie istnieje bardzo niewiele statków transportowych i dźwigów, które mogą przewozić i montować ogromne turbiny morskich farm wiatrowych. 

Większość środków transportu morskiego została skonstruowana dla branży morskiego wydobycia ropy i gazu, co ogranicza ich zastosowanie w przypadku morskich farm wiatrowych. Jednakże firmy świadczące usługi budowlane w zakresie budowy konstrukcji morskich starają się rozwiązać tę kwestię, a problem niedoboru specjalistycznych statków powinien zostać rozwiązany do końca roku 2013. 

- Aby przyczynić się do rozwoju technologii morskich farm wiatrowych, firmy powinny skupić się na obniżeniu kosztów budowy fundamentów. Koszty obsługi turbin można obniżyć, stosując bezprzekładniowe generatory w układzie Direct Drive, które są bardziej niezawodne niż generatory asynchroniczne - komentuje Tomasz Kamiński.

Przychody operatorów morskich farm wiatrowych mogą wzrosnąć dzięki rozwojowi technologii i wprowadzeniu turbin o mocy 10MW. Większe turbiny to większa produkcja energii poprzez lepsze wykorzystanie silnych morskich wiatrów.

Źródło: Frost & Sullivan