Pływająca platforma przełomem dla sektora morskiej energetyki wiatrowej
Wykorzystanie potencjału morskiej energetyki wiatrowej jest istotnym krokiem na drodze do osiągnięcia przez Europę neutralności klimatycznej do 2050 roku, przy czym największe możliwości wykorzystania tego zasobu wiążą się z obszarami wód głębokich. Urządzenia umożliwiające pozyskiwanie energii z wiatru na obszarach o głębokości przekraczającej 60 metrów muszą unosić się na wodzie. Mimo że można zbudować platformy przeznaczone do tego celu, obecnie nie są one konkurencyjne cenowo. Kolejnym wyzwaniem jest fakt, że taka technologia nie została jeszcze w pełni zoptymalizowana pod kątem warunków panujących na morzu.
Innowacyjna platforma pływająca
Do rozwiązania tych problemów przyczynił się projekt PivotBuoy, w ramach którego badacze sprawdzili w praktyce działanie nowej, innowacyjnej platformy pływającej, opracowanej specjalnie z myślą o eksploatacji na obszarach wód głębokich. „Kluczową cechą tej pływającej platformy wiatrowej jest jej zdolność do samoorientacji i określania kierunku wiatru w sposób pasywny”, wyjaśnia koordynator projektu PivotBuoy Alex Raventos z hiszpańskiej firmy X1 Wind. „Osiągnęliśmy to poprzez połączenie systemu cumowania jednopunktowego z małą platformą pionowo kotwiczoną (TLP)”. Cechy te umożliwiły całkowite przeprojektowanie konstrukcji – zamiast tradycyjnej formy wieży nowa platforma ma kształt „statywu”. „System cumowania typu TLP nie tylko lepiej sprawdza się w przypadku wód głębokich, ale także zmniejsza wpływ na dno morskie i jest bardziej przyjazny dla środowiska”, dodaje Raventos. Prace w ramach projektu skupiały się na procesie produkcji i testowaniu platformy u wybrzeży Wysp Kanaryjskich w Hiszpanii. W tym celu zbudowano prototyp w skali 1:3, aby umożliwić przetestowanie kluczowych komponentów, przy jednoczesnym zmniejszeniu ryzyka i zapewnieniu efektywności kosztowej. Dzięki systemowi zintegrowanych czujników zespół projektu monitorował stabilność platformy, dostosowanie do kierunku wiatru i zachowanie się konstrukcji. „Po montażu wszystkich części i zainstalowaniu prototypu podłączony został podwodny kabel dynamiczny umożliwiający platformie wysyłanie energii elektrycznej do inteligentnej sieci i przesyłanie danych za pośrednictwem łączności światłowodowej”, mówi Raventos. „W ten sposób osiągnęliśmy znaczący kamień milowy, ponieważ testowane rozwiązanie było pierwszą na świecie w pełni funkcjonalną pływającą platformą wiatrową wykorzystującą system cumowania TLP do przesyłania energii elektrycznej”.
Wykorzystanie energii wiatru na głębszych wodach
W ramach projektu zespół zweryfikował nową konfigurację konstrukcji i systemu cumowania oraz wykazał wykonalność koncepcji innowacyjnej i rentownej pływającej platformy wiatrowej. Podczas testowania prototypu badacze zebrali dane dotyczące stabilności platformy w normalnych i ekstremalnych warunkach pogodowych, dynamicznej charakterystyki konstrukcji i produkcji energii – wszystkie potwierdziły doskonałe wyniki. „Udało nam się zebrać cenne spostrzeżenia, które przyspieszą wdrożenie tej technologii”, zauważa Raventos. „Doprowadzi to do uwolnienia potencjału morskiej energii wiatrowej na obszarach wód głębokich, obniżenia kosztów kapitałowych i operacyjnych oraz pomoże chronić wrażliwe obszary i siedliska na dnie morskim”. Poza korzyściami energetycznymi pływające platformy mogą poprawić wygląd morskich farm wiatrowych. W przeciwieństwie do turbin instalowanych na dnie, które są często widoczne z lądu, turbiny pływające instalowane z dala od wybrzeży mogą być z nich prawie niewidoczne.
Demonstracja platformy w pełnej skali
„Na drodze do osiągnięcia rentowności pływających farm wiatrowych nadal stoi kilka wyzwań”, zauważa Raventos. „Nie dysponujemy jeszcze wystarczającą infrastrukturą ani sprzętem na potrzeby produkcji, montażu i instalacji takich konstrukcji”. Wymaga to budowy zakładów produkujących kluczowe komponenty, dźwigów do montażu oraz statków do transportu i instalacji. Należy również usprawnić i przyspieszyć procesy związane z regulacjami i pozwoleniami. Z myślą o postępach na tym polu firma X1 Wind angażuje się obecnie w realizację finansowanego przez UE projektu NEXTFLOAT. Jego celem jest weryfikacja projektu pływającej platformy w pełnej skali, a także opracowanie strategii zwiększenia skali produkcji. „Opracowany w ramach projektu plan działania dotyczący produkcji pomoże zoptymalizować projekt konstrukcji pod kątem produkcji i wdrożenia na skalę przemysłową”, podkreśla Raventos. „To z kolei pozwoli nam przyczynić się do osiągnięcia europejskich i ogólnoświatowych celów w zakresie dekarbonizacji”.
Słowa kluczowe
PivotBuoy, morski, wiatr, energia, odnawialne, klimat, NEXTFLOAT, dekarbonizacja
