WindFloat Atlantic koostuu kolmesta 8,4 MW:n tuulivoimalasta, jotka on asennettu noin 20 kilometrin päähän Viana do Castelon rannikosta Portugalissa. Vaikka sen koko on vaatimaton verrattuna muihin toiminnassa oleviin merituulipuistoihin, hankkeen tekee erityiseksi sen kelluvat alustat. Suunnittelun ansiosta tuulivoimalat voidaan rakentaa aiemmin saavuttamattomissa olleille vesille, joiden syvyys on yli 100 metriä.
Offshore-tuulipuistot eivät ole uusi asia. Ensimmäinen merituulipuisto, joka tunnetaan nimellä Vindeby, rakennettiin vuonna 1991 Kaakkois-Tanskaan Lollandin lähelle. Se oli demonstraatiohanke, jonka tarkoituksena oli osoittaa, onko tuulivoiman tuottaminen merellä mahdollista. Spoilerivaroitus: se on mahdollista.
Vindebyn puistossa oli 11 tuulivoimalaa, joiden yhteenlaskettu kapasiteetti oli 5 MW, ja se rakennettiin 2 metristä 5 metrin syvyiseen veteen. Vindeby toimi menestyksekkäästi yli 25 vuotta ennen kuin se purettiin kokonaan vuonna 2017. Pienestä koostaan huolimatta Vindebyn tuulipuisto viitoitti tietä merituulivoiman kehittämiselle. Global Wind Energy Councilin mukaan vuoden 2019 loppuun mennessä maailmanlaajuisesti asennettiin 29,1 GW merituulikapasiteettia. Kansainvälinen uusiutuvan energian virasto on ennustanut, että merituulikapasiteetti nousee 228 GW:iin vuoteen 2030 mennessä ja on lähes 1 000 GW vuonna 2050.
Tuulivoimalat ovat kulkeneet pitkän matkan Vindebyn käyttöönoton jälkeen. Toukokuun 19. päivänä Siemens Gamesa Renewable Energy (SGRE) lanseerasi 14 MW:n offshore-suoravetoturbiinin, jossa on 222-metrinen roottori. Yhtiö väittää, että SGRE:n Power Boost -toiminnon avulla kyseisen turbiinin teho voisi nousta jopa 15 MW:iin. Muut tuuliturbiinien toimittajat eivät ole kaukana jäljessä. GE Renewable Energy aloitti sähköntuotannon 12 MW:n Haliade-X-prototyypillä Rotterdamissa Alankomaissa viime marraskuussa. MHI Vestas Offshore Wind, Vestas Wind Systems A/S:n (50 %) ja Mitsubishi Heavy Industriesin (50 %) yhteisyritys, väittää, että sen V164-10,0 MW:n yksikkö oli maailman ensimmäinen kaupallinen kaksinumeroinen merituulivoimaturbiini.
Offshore-tuulivoimalla on useita etuja maalla sijaitseviin malleihin verrattuna. Tärkeimpänä niistä on se, että merituulivoimavarat ovat runsaammat, voimakkaammat ja puhaltavat tasaisemmin kuin maalla olevat tuulivoimavarat. Monet merituulivoimalat eivät näy maalta käsin, joten ihmiset, jotka pitävät tuulivoimaloita silmiinpistävinä, vastustavat harvemmin niiden asentamista. Merituulivoimalat eivät myöskään sido maata, jota voitaisiin muuten käyttää maanviljelyyn tai muihin tarkoituksiin. Meriekosysteemit voivat jopa hyötyä rakenteista, sillä ne suojelevat meren elämää rajoittamalla pääsyä tietyille vesialueille ja lisäämällä keinotekoisia elinympäristöjä.
Kiinteäperustaisia merituulivoimaloita ei asenneta rutiininomaisesti noin 50 metriä syvemmille vesialueille, mutta se ei ole enää suuri este tulevalle kehitykselle. Uudet kelluvat mallit ovat muuttaneet maisemaa (tai ehkä merimaisema on parempi termi) ja avanneet alalle aivan uusia mahdollisuuksia.
WindFloat Atlantic otettu käyttöön
27. heinäkuuta Windplus – konsortio, johon kuuluvat EDP Renewables (54,4 %), Engie (25 %), Repsol (19,4 %) ja Principle Power Inc. (1,2 %) – ilmoitti, että WindFloat Atlantic on täysin toiminnassa ja toimittaa puhdasta energiaa Portugalin sähköverkkoon. WindFloat Atlantic koostuu kolmesta 8,4 MW:n MHI Vestas -tuuliturbiinista, joiden kokonaiskapasiteetti on noin 25 MW. Turbiinit ovat maailman suurimmat kelluvalle alustalle koskaan asennetut turbiinit. Tunnustukseksi tästä uraauurtavasta (tai ehkäpä veden rikkominen on parempi termi) saavutuksesta POWER on myöntänyt hankkeelle Top Plant -palkinnon uusiutuvien energialähteiden kategoriassa ja onnittelee kaikkia sen onnistuneeseen loppuunsaattamiseen osallistuneita osapuolia hyvin tehdystä työstä.
EDP Renewablesin mukaan WindFloat Atlantic -hanke rakentui vuosina 2011-2016 toiminnassa olleen WindFloat1-prototyypin menestyksen pohjalta. Yhtiön mukaan 2 MW:n prototyyppi tuotti menestyksekkäästi energiaa keskeytyksettä viiden vuoden ajan ja selvisi täysin vahingoittumattomana äärimmäisistä sääolosuhteista, kuten jopa 17 metrin aalloista ja jopa 60 solmun tuulesta.
Yksi kolmesta WindFloat Atlantic -alustasta rakennettiin Avilésin ja Ferrolin telakoilla Espanjassa (kuva 1), kun taas kaksi muuta valmistettiin Setúbalin telakoilla Portugalissa. Alustojen korkeus on 30 metriä ja pylväiden välinen etäisyys 50 metriä. EDP Renewablesin mukaan kuivatelakalla tapahtuva kokoonpano toi merkittäviä logistisia ja taloudellisia säästöjä. Kokoonpanon jälkeen alustat hinattiin pysyviin kiinnityspaikkoihinsa tavallisilla hinaajilla.
1. Ensimmäinen WindFloat Atlantic -alusta lastattiin ulos Navantian tiloissa Fenessä, Espanjassa. Principle Powerin insinööritiimin suunnittelema kelluva alusta on merkittävä saavutus merituulivoimateollisuudelle. Kohteliaisuus: Principle Power Inc.
WindFloatin kiinnitystekniikan ansiosta alustat voidaan asentaa yli 100 metrin syvyiseen veteen, ja sen rakenne tarjoaa vakautta epäsuotuisissa sää- ja meriolosuhteissa, kuten prototyyppi osoitti. Vallankumouksellinen rakenne mahdollistaa valtavien merituuliresurssien paljon laajemman hyödyntämisen. Konsortio odottaa, että WindFloat Atlanticin onnistunut asennus ja käyttöönotto toimii ponnahduslautana merituulivoiman tulevalle kehittämiselle. Ryhmä uskoo, että malli on monistettavissa muille alueille, joilla merenpohjan epäsuotuisat olosuhteet tai huomattava vesisyvyys merkitsevät sitä, että perinteinen pohjaan kiinnitetty merituulivoimateknologia ei ole vaihtoehto.
EDP Renewablesin mukaan hankkeella oli runsaasti tukea julkisilta ja yksityisiltä instituutioilta, mikä oli tärkeä syy siihen, että useat johtavat yritykset päättivät osallistua aloitteeseen. Portugalin hallitus, Euroopan komissio ja Euroopan investointipankki auttoivat antamalla taloudellista tukea ensimmäistä kertaa toteutettavalle hankkeelle. Muita yritykseen osallistuneita yrityksiä olivat Navantia/Windarin yhteisyritys, A. Silva Matos Group, Vryhof, Bourbon Subsea Services, MHI Vestas ja dynaamisten kaapeleiden toimittaja JDR Cables.
Rakentaminen alkoi lokakuussa 2018. Yksi hankkeen tärkeimmistä virstanpylväistä oli ensimmäisen kelluvan rakenteen lähtö Ferrolin kokoonpanopaikalta loppukesällä 2019. Toinen alusta lähti satamasta joulukuussa 2019. Toukokuussa 2020 viimeinen hankkeen muodostavista kolmesta valmiiksi kootusta tuulivoimalalustasta lähti Ferrolin satamasta kohti lopullista määränpäätään 20 kilometrin päässä Portugalin rannikolta. WindFloat Atlantic tuli täysin toimintakuntoon heinäkuussa 2020.
Installing WindFloat Atlantic
Vryhof vastasi täydellisen kiinnityspaketin toimittamisesta. ”Siihen sisältyvät projektinhallintapalvelut, toimitusketjun valvonta ja sertifiointiviranomaisten välinen vuorovaikutus”, Vryhofin projektijohtaja Senol Ozmutlu selitti asennuksesta kertovan neliosaisen sarjan ensimmäisellä videolla.
”Kyseessä on haastava hanke, koska ei ole toista sellaista hanketta, johon voisimme viitata”, hän sanoi. ”Mutta tämän projektin takana oleva tiimi on hyvin ratkaisukeskeinen ja myös erittäin pätevä.”
Bourbon vastasi kiinnityslaitteiden hankinnasta ja asennuksesta sekä sähkökaapelin asennuksesta kelluvaan tuulivoimalaan. Videosarjan toisessa osassa Bourbonin käyttöpäällikkö Hélène Butat sanoi: ”Minun tehtäväni on saada kaikkien nenä samaan suuntaan.”
Butat selitti, että koska hanke oli ensimmäinen laatuaan, työtä varten oli luotava uusia menettelytapoja. ”On todellinen etu, että meillä on hyvä tiimi. Ihmisiä, joihin voi luottaa. Ihmiset, joiden osaamisen tuntee. Tiedät, missä he ovat hyviä. Se on olennaista.”
Sen lisäksi, että Principle Power toimitti patentoidun WindFloat-teknologiaratkaisunsa, se vastasi alustan täydellisestä suunnittelusta ja sertifioinnista. Se tuki aktiivisesti kolmen yksikön valmistusta, asennusta ja käyttöönottoa, ja se vastaa tuulipuiston toiminnasta ja ylläpidosta.
”Kelluvan teknologiamme suuri etu on se, että voimme käyttää tuulivoimaloiden asentamiseen maalla käytettäviä tekniikoita, ja myöhemmin voimme asentaa kokonaisuuden avomerelle kelluvalla laitteella ja turbiinilla valmiina pyörimään”, Principle Powerin käyttöpäällikkö Tiago Godinho sanoi kolmannella videolla.
COVID-19-pandemia aiheutti joitain haasteita asennuksen viimeisissä vaiheissa, mutta tiimi selvitti esteen. Videosarjan neljännessä jaksossa Butat sanoi: ”Koko henkilökunnan piti olla karanteenissa seitsemän päivää, ennen kuin kaikki pääsivät alukseen.” Alukselle päästyään lisäturvatoimet otettiin tiettävästi käyttöön henkilöstön suojelemiseksi.
Butat kertoi, että Bourbonin, Principle Powerin ja Vryhofin välillä oli paljon rajapintakokouksia parhaan prosessin kehittämiseksi laitteiden asentamista varten. ”Se on hieman monimutkaista, koska kyse on useiden alusten synkronoinnista sekä vedenalaisista operaatioista”, hän sanoi.
”Ensimmäisenä toimijana on tietysti riski”, EDP Renewablesin WindFloat Atlantic -projektin johtaja Jose Pinheiro sanoi. ”Tämä on innovatiivinen hanke, joten siinä mielessä tämän tuulipuiston käyttöönottoon liittyi aina riskejä.”
Mutta lopulta kaikki järjestyi. ”Keltaisten kappaleiden, pylväiden, palkkien ja sitten pyörivän tuulitornin näkeminen – tämä on upeaa”, Godinho sanoi.
”Keskeinen etu oli käytetty kokoonpanotekniikka: kuivatelakalla tapahtuva kokoonpano toi merkittäviä logistisia ja taloudellisia säästöjä, ja alustat hinattiin tavallisilla hinaajaveneillä”, Pinheiro kertoi POWERille. ”Tämän tekniikan tulevaisuuden potentiaali monissa paikoissa maailmassa – alkaen lähes koko Iberian niemimaasta – on valtava.”
”Kolmesta kelluvasta alustasta meillä on 25 MW. Kymmenen vuotta sitten kukaan ei olisi uskonut, että näin voi tapahtua”, Ozmutlu sanoi. ”Tämä hanke on ehdottomasti mullistava.” ■
-Aaron Larson on POWERin vastaava päätoimittaja.