Pływające turbiny wiatrowe mogą przyspieszyć rozwój branży offshore
Obecnie coraz więcej krajów dostrzega potencjał, jaki niesie ze sobą morska energetyka wiatrowa, ale dla wielu spółek energetycznych jest to inżynieryjnie trudne zadanie. Jednak w pływające turbiny mogą przyspieszyć rozwój branży offshore.
Obecnie zdecydowana większość morskich turbin wiatrowych jest budowana na fundamentach mocno osadzonych na dnie morskim. Rozwiązanie to było preferowane ze względu na jego stabilność i względną łatwość instalacji na płytkich i średniogłębokich akwenach oraz stosunkowo krótką odległość od linii przesyłowych na brzegu. Jednak koszt i złożoność instalacji stałych fundamentów znacznie wzrasta wraz z głębokością wody, co czyni je mniej wykonalnymi na głębokim dnie.
Należy też zwrócić uwagę, że im większa odległość od brzegu farmy wiatrowej, tym większa potencjalna siła wiatru. To wiąże się z większymi falami, dochodzącymi do kilkunastu metrów. Stosowanie w tych warunkach klasycznych fundamentów jest nieekonomiczne, stanowi też zagrożenie dla farmy z uwagi na zbyt silne parcie na sztywną konstrukcję.
Co ważne, problem ten nie dotyczy pływających turbin wiatrowych, które nie opierają się na jednym stalowym słupie, a są przymocowane do dna stalowymi liniami. W czasie silnego sztormu fundament wraz z masztem poddaje się lekkiemu wychyleniu nie dopuszczając tym samym do przekroczenia dopuszczalnych naprężeń w materiale.
Warto zwrócić uwagę, że to nowatorskie rozwiązanie jest już stosowane m.in. w Szkocji. Pierwsze na świecie pilotażowe projekty Hywind Scotland, o mocy 30 MW oraz Kincardine, o mocy 50 MW, zostały uruchomione w 2017 roku. Jednak pływające farmy wiatrowe najpewniej będą budowane na szerszą skalę.
Interesujące jest, że szwedzka firma SeaTwirl ponad dekadę temu postawiła sobie za cel spopularyzowanie innego rodzaju turbin dla morskiej energetyki, którym ma być pionowa turbina wiatrowa (turbina o pionowej osi obrotu – VAWT). Co ważne, jedna z pierwszych instalacji szwedzkiej firmy ma zacząć pracę na Morzu Północnym. Spółka nie precyzuje, kiedy to nastąpi.
Jak przekonuje producent, jego VAWT są tańsze od tradycyjnych wiatraków przeznaczonych do pracy na morzu, zarówno na etapie produkcji, jak i instalacji. Wśród zalet wylicza też ich odporność na trudne warunki, zwłaszcza silny wiatr. Niewielkie rozmiary ułatwiają natomiast ich zakotwiczanie nawet na dużych głębokościach.
Rozbudowa morskich farm na świecie trwa, a inżynierowie i eksperci cały czas opracowują nowe rozwiązania, które mają usprawnić ten proces. Pływające turbiny wiatrowe są rozwiązaniem dla krajów, które nie mają możliwości płytkiego posadowienia podbudowy siłowni morskiej, z uwagi na głębokie przybrzeżne wody. Zastosowanie tego rozwiązania znacznie zwiększa potencjalny obszar farm morskich.
Gcapitan / Jacek Perzyński
Pływające farmy wiatrowe mogą osiągnąć 70 GW łącznej mocy do 2040 roku
