WindFloat Atlantic se skládá ze tří větrných turbín o výkonu 8,4 MW, které jsou instalovány asi 20 kilometrů od pobřeží portugalského města Viana do Castelo. Ačkoli je jeho velikost ve srovnání s jinými provozovanými větrnými elektrárnami na moři skromná, výjimečnost projektu spočívá v jeho plovoucích plošinách. Jejich konstrukce umožňuje stavbu větrných turbín v dříve nepřístupných vodách s hloubkou více než 100 metrů.
Offshore větrné farmy nejsou žádnou novinkou. První větrná farma na moři, známá pod názvem Vindeby, byla postavena v roce 1991 v jihovýchodním Dánsku poblíž ostrova Lolland. Jednalo se o demonstrační projekt, který měl prokázat, zda je možné vyrábět větrnou energii na moři. Pozor, spoiler: je to možné.
Farma Vindeby měla 11 větrných turbín o celkovém výkonu 5 MW a byla postavena ve vodě hluboké od 2 metrů (m) do 5 metrů. Vindeby úspěšně fungovala více než 25 let, než byla v roce 2017 zcela demontována. Navzdory své malé velikosti otevřela větrná farma Vindeby cestu k rozvoji větrné energie na moři. Podle Světové rady pro větrnou energii bylo do konce roku 2019 na celém světě instalováno 29,1 GW výkonu větrných elektráren na moři. Mezinárodní agentura pro obnovitelné zdroje energie předpověděla, že do roku 2030 dosáhne kapacita větrných elektráren na moři 228 GW a do roku 2050 se bude blížit 1 000 GW.
Větrné turbíny urazily od uvedení Vindeby do provozu dlouhou cestu. Dne 19. května uvedla společnost Siemens Gamesa Renewable Energy (SGRE) na trh 14megawattovou pobřežní turbínu s přímým pohonem a 222metrovým rotorem. Společnost tvrdí, že výkon této turbíny by mohl dosáhnout až 15 MW s využitím funkce SGRE Power Boost. Ostatní dodavatelé větrných turbín nezůstávají pozadu. Společnost GE Renewable Energy začala loni v listopadu vyrábět energii z 12MW prototypu Haliade-X v nizozemském Rotterdamu. Společnost MHI Vestas Offshore Wind, společný podnik společností Vestas Wind Systems A/S (50 %) a Mitsubishi Heavy Industries (50 %), tvrdí, že její jednotka V164-10,0 MW byla první komerční větrnou turbínou na světě s dvouciferným výkonem na moři.
Větrné elektrárny na moři mají oproti pozemním konstrukcím několik výhod. Mezi ně patří především to, že větrné zdroje na moři jsou hojnější, silnější a foukají soustavněji než větrné zdroje na pevnině. Mnoho větrných turbín na moři není z pevniny vidět, takže lidé, kteří mají pocit, že větrné turbíny jsou trnem v oku, jsou méně náchylní k námitkám proti jejich instalaci. Kromě toho turbíny na moři nezabírají půdu, která by jinak mohla být využita pro zemědělství nebo jiné účely. Stavby mohou dokonce prospívat mořským ekosystémům, protože chrání mořské živočichy tím, že omezují přístup do některých vod a zvětšují umělé biotopy.
Větrné turbíny na moři s pevnými základy nejsou běžně instalovány ve vodách hlubších než přibližně 50 m, ale to již není hlavní překážkou budoucího rozvoje. Nové plovoucí konstrukce změnily krajinu (nebo možná je lepší termín mořská krajina) a otevřely odvětví zcela nový svět příležitostí.
WindFloat Atlantic uveden do provozu
Dne 27. července byla společnost Windplus – konsorcium společností EDP Renewables (54,4 %), Engie (25 %), Repsol (19,4 %) a Principle Power Inc. (1,2 %) – oznámilo, že WindFloat Atlantic je plně funkční a dodává čistou energii do portugalské elektrické sítě. WindFloat Atlantic se skládá ze tří 8,4 MW větrných turbín MHI Vestas o celkové kapacitě přibližně 25 MW. Jedná se o největší turbíny na světě, které kdy byly instalovány na plovoucí plošině. Jako uznání tohoto průlomového (nebo možná lépe řečeno vodního) úspěchu udělila společnost POWER projektu ocenění Top Plant v kategorii Obnovitelné zdroje energie a blahopřeje všem stranám podílejícím se na jeho úspěšném dokončení k dobře odvedené práci.
EDP Renewables uvedla, že projekt WindFloat Atlantic navázal na úspěch prototypu WindFloat1, který fungoval v letech 2011 až 2016. Prototyp o výkonu 2 MW podle společnosti úspěšně vyráběl energii nepřetržitě po dobu pěti let a zcela bez úhony přežil extrémní povětrnostní podmínky, včetně vln o výšce až 17 m a větru o rychlosti až 60 uzlů.
Jedna ze tří plošin WindFloat Atlantic byla postavena v loděnicích Avilés a Ferrol ve Španělsku (obr. 1), zatímco další dvě byly vyrobeny v loděnicích Setúbal v Portugalsku. Platformy mají výšku 30 m a vzdálenost mezi sloupy 50 m. Montáž v suchém doku přinesla podle společnosti EDP Renewables významné logistické a finanční úspory. Po sestavení byly plošiny odtaženy na místa trvalého kotvení pomocí standardních remorkérů.
1. První plošina WindFloat Atlantic byla vyložena v zařízeních společnosti Navantia ve španělském Fene. Plovoucí plošina, kterou navrhl tým inženýrů společnosti Principle Power, je významným úspěchem pro odvětví větrné energie na moři. S laskavým svolením:
Technologie kotvení společnosti WindFloat umožňuje instalovat plošiny ve vodě hluboké více než 100 m a její konstrukce nabízí stabilitu za nepříznivých povětrnostních a mořských podmínek, jak prokázal prototyp. Revoluční konstrukce umožní mnohem větší využití rozsáhlých zdrojů větrné energie na moři. Konsorcium očekává, že úspěšná instalace a uvedení WindFloat Atlantic do provozu bude odrazovým můstkem pro budoucí rozvoj větrné energie na moři. Skupina věří, že model je možné replikovat i v jiných oblastech, kde nepříznivé podmínky mořského dna nebo značná hloubka vody znamenají, že tradiční technologie větrných elektráren na dně nepřipadá v úvahu.
EDP Renewables uvedla, že projekt má bohatou podporu veřejných i soukromých institucí, což byl hlavní důvod, proč se několik předních společností rozhodlo do iniciativy zapojit. Portugalská vláda, Evropská komise a Evropská investiční banka pomohly tím, že poskytly finanční podporu tomuto prvnímu projektu svého druhu. Mezi další společnosti, které se na tomto úsilí podílely, patřil společný podnik Navantia/Windar, skupina A. Silva Matos, Vryhof, Bourbon Subsea Services, MHI Vestas a dodavatel dynamických kabelů JDR Cables.
Stavba byla zahájena v říjnu 2018. Jedním z hlavních milníků projektu bylo vyplutí první plovoucí konstrukce z místa montáže ve Ferrolu na konci léta 2019. Druhá plošina opustila přístav v prosinci 2019. V květnu 2020 opustila přístav Ferrol poslední ze tří předem smontovaných platforem větrných turbín tvořících projekt a zamířila na místo určení 20 km od pobřeží Portugalska. WindFloat Atlantic byl plně zprovozněn v červenci 2020.
Instalace WindFloat Atlantic
Dodávku kompletního kotevního balíčku zajišťovala společnost Vryhof. „To zahrnuje služby řízení projektu, kontrolu dodavatelského řetězce a interakci mezi certifikačními orgány,“ vysvětlil Senol Ozmutlu, ředitel projektů společnosti Vryhof, v prvním videu čtyřdílného seriálu o instalaci.
„Je to náročný projekt, protože neexistuje žádný jiný projekt jako takový, na který bychom se mohli odvolat,“ řekl. „Ale tým, který za tímto projektem stojí, je velmi orientovaný na řešení a také mimořádně kompetentní.“
Bourbon měl na starosti pořízení a instalaci kotevního zařízení a instalaci elektrického kabelu na plovoucí větrnou turbínu. Ve druhé části videoseriálu Hélène Butatová, vedoucí provozu společnosti Bourbon, řekla: „Mým úkolem je, aby všichni měli nos stejným směrem.“
Butatová vysvětlila, že vzhledem k tomu, že se jedná o první projekt svého druhu, musely být pro tuto práci vytvořeny nové postupy. „Je skutečnou výhodou mít dobrý tým. Lidi, kterým můžete důvěřovat. Lidi, u kterých znáte jejich kompetence. Víte, v čem jsou dobří. To je zásadní.“
Kromě dodání patentovaného technologického řešení WindFloat byla společnost Principle Power zodpovědná za kompletní inženýring a certifikaci platformy. Aktivně podporovala výrobu, instalaci a uvedení tří jednotek do provozu a bude zodpovědná za provoz a údržbu větrné farmy.
„Velkou výhodou naší plovoucí technologie je, že k instalaci větrných turbín můžeme použít techniku na pevnině a později můžeme soupravu nainstalovat na moři s plovákem a turbínou připravenou k roztočení,“ řekl ve třetím videu Tiago Godinho, manažer provozu společnosti Principle Power.
Pandemie COVID-19 způsobila v závěrečných fázích instalace určité problémy, ale tým překážku překonal. Ve čtvrté epizodě videosérie Butat řekl: „Veškerý personál musel zůstat sedm dní v karanténě, než se všichni mohli připojit k plavidlu.“ V této epizodě se objevily i další informace. Po vstupu na palubu byla údajně zavedena další bezpečnostní opatření na ochranu personálu.
Butat uvedl, že mezi společnostmi Bourbon, Principle Power a Vryhof proběhlo mnoho schůzek na rozhraní, aby se vypracoval nejlepší postup instalace zařízení. „Je to trochu složité, protože jde o synchronizaci několika plavidel a také o podmořské operace,“ řekla.
„Tím, že jsme první, samozřejmě existuje riziko,“ řekl Jose Pinheiro, ředitel projektu WindFloat Atlantic společnosti EDP Renewables. „Jedná se o inovativní projekt, takže v tomto smyslu byla s nasazením této větrné farmy vždy spojena určitá rizika.“
Vše se však nakonec podařilo. „Vidět ty žluté kousky, sloupy, nosníky a pak větrnou věž, jak se točí – to je nádhera,“ řekl Godinho.“
“ Klíčovou výhodou byla použitá technologie montáže: montáž v suchém doku přinesla značné logistické a finanční úspory a plošiny byly taženy pomocí standardních remorkérů,“ řekl Pinheiro pro POWER. „Budoucí potenciál této technologie pro mnoho míst na světě – počínaje téměř celým Pyrenejským poloostrovem – je obrovský.“
„Ze tří plovoucích plošin máme 25 MW. Před deseti lety by nikdo nevěřil, že se to může stát,“ řekl Ozmutlu. „Tento projekt rozhodně mění pravidla hry.“ ■
-Aaron Larson je výkonným redaktorem časopisu POWER.