Branża pływających turbin wiatrowych jest gotowa na znaczne obniżenie kosztów
Morska energia wiatrowa stanowi jedną z najbardziej obiecujących i przyjaznych dla klimatu technologii wytwarzania energii elektrycznej, jednak z punktu widzenia łącznych uśrednionych kosztów wytwarzania, energia pochodząca z tego źródła, a w szczególności wytwarzana przez pływające turbiny wiatrowe, sprawia wrażenie droższej od energii wytwarzanej przy pomocy bardziej popularnych sposobów, do których można zaliczyć między innymi lądowe turbiny wiatrowe oraz ogniwa fotowoltaiczne. Finansowany przez Unię Europejską projekt TELWIND(odnośnik otworzy się w nowym oknie) poczynił bardzo ważny krok w kierunku zwiększenia konkurencyjności kosztowej turbin wiatrowych instalowanych na głębokich wodach. Opracowana w ramach projektu rewolucyjna platforma pływająca stanowi przełom jakościowy, który pozwoli na obniżenie kosztów budowy oraz instalacji, co przekłada się na zwiększenie prawdopodobieństwa szerokiego wdrożenia technologii pływających turbin wiatrowych przez branżę energetyczną w przyszłości. Ulepszona konstrukcja pływająca Pływająca konstrukcja nośna opracowana w ramach projektu TELWIND łączy w sobie dwa przełomowe systemy, które pozwoliły na opracowanie taniego w realizacji, zintegrowanego systemu umożliwiającego prostą, szybką i tanią instalację – dostosowaną konstrukcję dźwigarów z podwieszonymi zbiornikami balastowymi oraz samomontującą wieżę teleskopową. Pływająca konstrukcja nośna opiera się na konfiguracji dźwigarów z podwieszanymi zbiornikami balastowymi zapewniającymi wzajemne wsparcie. W praktyce górny korpus pływający jest połączony przy pomocą cięgien z ciężkim zbiornikiem balastowym znajdującym się poniżej, którego celem jest obniżenie środka ciężkości konstrukcji nośnej w celu jej stabilizacji. Takie podejście sprawia, że integralność platformy jest bezpośrednio uzależniona od zachowania cięgien, dlatego projekt skupił się przede wszystkim na badaniu, czy ich osiągi spełniają pokładane w nich oczekiwania. Teleskopowa wieża turbiny składa się z cylindrycznych poziomów zbudowanych z prefabrykowanych elementów betonowych, pojedynczej sekcji stalowej i systemu samodzielnego wznoszenia wieży wykorzystującego tradycyjne podnośniki linowe. „Wieże turbin wykonane z prefabrykowanych elementów betonowych stanowią ekonomiczną alternatywę dla stalowych wież rurowych. Elastyczność konstrukcji oraz zwiększona wytrzymałość zmęczeniowa i trwałość stanowią klucze do zwiększenia produkcji oraz industrializacji pływających turbin wiatrowych”, stwierdził José Serna, dyrektor ds. technicznych firmy Esteyco. Testy w zbiorniku Partnerzy skupieni wokół projektu opracowali innowacyjny model w zmniejszonej skali, dzięki któremu było możliwe przetestowanie koncepcji pływającej turbiny wiatrowej w ramach testów przeprowadzonych w sztucznym zbiorniku. Głównym celem przeprowadzonych testów było zbadanie zachowania pływającej konstrukcji nośnej oraz połączonej z nim turbiny wiatrowej, a także ich złożonych interakcji z wiatrem oraz falami. Rezultaty badań umożliwiły partnerom zajmującym się projektem zweryfikowanie strategii sterowania turbiną wiatrową. Model turbiny został wyposażony w pełny zestaw czujników. Zgromadzone dane będą stanowiły doskonałe źródło informacji na potrzeby modeli cyfrowych, które zostaną wykorzystane w celu optymalizacji koncepcji pełnowymiarowej morskiej pływającej elektrowni wiatrowej, wykorzystującej turbiny morskie o mocy 12 MW. Przeprowadzone eksperymenty zostały uzupełnione symulacjami teoretycznymi. W ramach badań partnerzy realizujący projekt wykorzystali między innymi wielowirnikowy dron w celu symulowania obciążenia wywieranego przez wiatr na morską konstrukcję nośną w zbiorniku testowym. Jak zauważył Serna, „to pierwszy w historii przypadek wykorzystania dronów do symulowania warunków silnego wiatru”. Wzrost wydajności i możliwości turbin wiatrowych wpływa zarówno na nakłady inwestycyjne (CAPEX), jak i operacyjne (OPEX). Szczegółowe analizy CAPEX i OPEX potwierdziły oczekiwania, z których wynika, że koncepcja platformy opracowana w ramach projektu TELWIND może zmniejszyć wskaźnik łącznych uśrednionych kosztów wytwarzania energii przy pomocy pływających morskich turbin wiatrowych. „Technologia opracowana w ramach projektu TELWIND jest o około 30 % tańsza niż obecnie wykorzystywane konstrukcje oparte na fundamentach mocowanych do dna w wodach o głębokości przekraczającej 40 metrów”, dodał Serna. „Możliwość montażu pływającej konstrukcji nośnej na miejscu, bez konieczności wykorzystywania transportowców ładunków ciężkich, znacząco przyspiesza czas montażu”. Rynek wytwarzania energii przez pływające turbiny wiatrowe stale się zmienia, jednak budowa pływających konstrukcji nośnych do tej pory pozostawała drogim przedsięwzięciem. W ramach projektu TELWIND powstały nowe, zaawansowane technologie, które pozwalają lepiej zrozumieć, w jaki sposób można obniżyć koszty takich rozwiązań.
