A WindFloat Atlantic három 8,4 MW-os szélturbinából áll, amelyeket a portugáliai Viana do Castelo partjaitól mintegy 20 kilométerre telepítettek. Bár mérete más működő tengeri szélerőműparkokhoz képest szerény, a projektet az úszó platformok teszik különlegessé. A kialakítás lehetővé teszi, hogy a szélturbinákat korábban megközelíthetetlen, több mint 100 méter mélységű vizeken építsék fel.
A tengeri szélerőművek nem újdonságok. Az első tengeri szélerőműparkot Vindeby néven 1991-ben építették Dánia délkeleti részén, Lolland közelében. Ez egy demonstrációs projekt volt, amelynek célja annak bizonyítása volt, hogy lehetséges-e szélenergiát termelni a tengeren. Spoiler alert: lehetséges.
A Vindeby-farm 11 szélturbinával rendelkezett, amelyek összkapacitása 5 MW volt, és 2 méter és 5 méter közötti vízmélységben épült. A Vindeby több mint 25 évig működött sikeresen, mielőtt 2017-ben teljesen lebontották. Kis mérete ellenére a Vindeby szélerőműpark megnyitotta az utat a tengeri szélenergia fejlesztése előtt. A Global Wind Energy Council szerint 2019 végére világszerte 29,1 GW tengeri szélenergia-kapacitást telepítettek. A Nemzetközi Megújuló Energia Ügynökség előrejelzése szerint a tengeri szélenergia-kapacitás 2030-ra eléri a 228 GW-ot, 2050-re pedig megközelíti az 1000 GW-ot.
A szélturbinák hosszú utat tettek meg a Vindeby üzembe helyezése óta. Május 19-én a Siemens Gamesa Renewable Energy (SGRE) egy 14 MW-os, 222 méteres rotorral rendelkező, közvetlen meghajtású tengeri turbinát indított útjára. A vállalat állítása szerint a turbina teljesítménye az SGRE Power Boost funkciójának használatával elérheti a 15 MW-ot. A többi szélturbinaszállító nem sokkal van lemaradva. A GE Renewable Energy tavaly novemberben kezdte meg az energiatermelést egy 12 MW-os Haliade-X prototípussal a hollandiai Rotterdamban. Az MHI Vestas Offshore Wind, a Vestas Wind Systems A/S (50%) és a Mitsubishi Heavy Industries (50%) közös vállalkozása, azt állítja, hogy a V164-10,0 MW-os egység a világ első kereskedelmi célú, kétszámjegyű tengeri szélturbinája.
A tengeri szél számos előnyt kínál a szárazföldi konstrukciókkal szemben. Ezek közül a legfontosabb, hogy a tengeri szélforrások bőségesebbek, erősebbek és egyenletesebben fújnak, mint a szárazföldi szélforrások. Sok tengeri szélturbina nem látható a szárazföldről, így azok az emberek, akik a szélturbinákat szemet szúrónak érzik, kevésbé hajlamosak tiltakozni a telepítésük ellen. Továbbá a tengeri turbinák nem kötnek le olyan földterületeket, amelyeket egyébként mezőgazdasági vagy más célokra lehetne használni. A tengeri ökoszisztémák még hasznot is húzhatnak a szerkezetekből, mivel védik a tengeri élővilágot azáltal, hogy korlátozzák a hozzáférést bizonyos vizekhez, és növelik a mesterséges élőhelyeket.
A fix alapokon álló tengeri szélturbinákat nem szokás 50 méternél mélyebb vizekbe telepíteni, de ez már nem jelent komoly akadályt a jövőbeli fejlesztésnek. Az új úszó konstrukciók megváltoztatták a tájat (vagy talán a tengeri táj a jobb kifejezés), és a lehetőségek teljesen új világát nyitották meg az iparág előtt.
WindFloat Atlantic üzembe helyezése
Július 27-én a Windplus – az EDP Renewables (54,4%), az Engie (25%), a Repsol (19,4%) és a Principle Power Inc. konzorciuma. (1,2%) – bejelentette, hogy a WindFloat Atlantic teljes mértékben működőképes és tiszta energiát szállít a portugál elektromos hálózatba. A WindFloat Atlantic három 8,4 MW-os MHI Vestas szélturbinából áll, amelyek összkapacitása mintegy 25 MW. A turbinák a világ eddigi legnagyobb úszó platformra telepített turbinái. Ennek az úttörő (vagy talán jobb kifejezés a víztörő) teljesítménynek az elismeréseként a POWER a projektet a megújuló energiaforrások kategóriájában Top Plant díjjal tüntette ki, és gratulál a sikeres befejezésben részt vevő valamennyi félnek a jól végzett munkához.
Az EDP Renewables szerint a WindFloat Atlantic projekt a 2011 és 2016 között működő WindFloat1 prototípus sikerére épült. A 2 MW-os prototípus a vállalat szerint öt éven át megszakítás nélkül sikeresen termelt energiát, és teljesen sértetlenül vészelte át a szélsőséges időjárási körülményeket, beleértve a 17 méteres hullámokat és a 60 csomós szelet is.
A három WindFloat Atlantic platform közül az egyiket a spanyolországi Avilés és Ferrol hajógyárakban építették (1. ábra), míg a másik kettő a portugáliai Setúbal hajógyárakban készült. A platformok magassága 30 m, az oszlopok közötti távolság pedig 50 m. Az EDP Renewables szerint a szárazdokkban történő összeszerelés jelentős logisztikai és pénzügyi megtakarítást jelentett. Az összeszerelést követően a platformokat szabványos vontatóhajókkal vontatták az állandó kikötési helyükre.
1. Az első WindFloat Atlantic platformot a Navantia spanyolországi Fene-i létesítményeiben rakodták ki. A Principle Power mérnöki csapata által tervezett úszó platform a tengeri szélenergia-ipar jelentős eredménye. Jóvoltából: Principle Power Inc.
A WindFloat kikötési technológiája lehetővé teszi, hogy a platformokat több mint 100 méter mély vízbe telepítsék, és a konstrukció stabilitást biztosít kedvezőtlen időjárási és tengeri körülmények között, amint azt a prototípus is bizonyította. A forradalmi kialakítás lehetővé teszi a hatalmas tengeri szélerőforrások sokkal nagyobb mértékű kihasználását. A konzorcium arra számít, hogy a WindFloat Atlantic sikeres telepítése és üzembe helyezése ugródeszka lesz a jövőbeli tengeri szélerőművek fejlesztéséhez. A csoport úgy véli, hogy a modell más területeken is megismételhető, ahol a kedvezőtlen tengerfenéki viszonyok vagy a jelentős vízmélység miatt a hagyományos, fenékre rögzített tengeri szélenergia-technológia nem jöhet szóba.
AzEDP Renewables szerint a projekt bőséges támogatást kapott állami és magánintézmények részéről, ami nagyban hozzájárult ahhoz, hogy több vezető vállalat is úgy döntött, részt vesz a kezdeményezésben. A portugál kormány, az Európai Bizottság és az Európai Beruházási Bank mind segítettek azzal, hogy pénzügyi támogatást nyújtottak az első ilyen jellegű projekthez. A vállalkozásban részt vett még a Navantia/Windar közös vállalat, az A. Silva Matos Group, a Vryhof, a Bourbon Subsea Services, az MHI Vestas és a dinamikus kábeleket szállító JDR Cables.
A kivitelezés 2018 októberében kezdődött. A projekt egyik fő mérföldköve az volt, hogy az első úszó szerkezet 2019 nyarának végén elindult a ferroli szerelési pontról. A második platform 2019 decemberében hagyta el a kikötőt. 2020 májusában a projektet alkotó három előre összeszerelt szélturbina-platform közül az utolsó is elhagyta a ferroli kikötőt a Portugália partjaitól 20 km-re található végső rendeltetési helye felé. A WindFloat Atlantic 2020 júliusában vált teljesen működőképessé.
A WindFloat Atlantic telepítése
A teljes kikötési csomag szállításáért a Bryhof volt felelős. “Ez magában foglalja a projektmenedzsment-szolgáltatásokat, az ellátási lánc ellenőrzését és a tanúsító hatóságok közötti kapcsolattartást” – magyarázta Senol Ozmutlu, a Vryhof projektigazgatója a telepítésről szóló négyrészes sorozat első videójában.
“Ez egy kihívást jelentő projekt, mert nincs még egy olyan projekt, amelyre hivatkozhatnánk” – mondta. “De a projekt mögött álló csapat nagyon megoldásorientált és egyben rendkívül hozzáértő.”
Bourbon volt felelős a kikötőberendezések beszerzéséért és telepítéséért, valamint az elektromos kábel felszereléséért az úszó szélturbinán. A videósorozat második részében Hélène Butat, Bourbon üzemeltetési vezetője elmondta: “Az én feladatom, hogy mindenki orrát egy irányba tereljem.”
Butat kifejtette, hogy mivel a projekt első a maga nemében, új eljárásokat kellett kidolgozni a feladathoz. “Igazi előnyt jelent, ha jó csapatunk van. Olyan emberek, akikben megbízhatsz. Olyan emberek, akiknek ismered a kompetenciáját. Tudod, hogy miben jók. Ez elengedhetetlen.”
A szabadalmaztatott WindFloat technológiai megoldás biztosítása mellett a Principle Power volt felelős a platform teljes körű tervezéséért és tanúsításáért. Aktívan támogatta a három egység gyártását, telepítését és üzembe helyezését, és felelős lesz a szélerőműpark üzemeltetéséért és karbantartásáért.
“Az úszó technológiánk nagy előnye, hogy szárazföldi technikával telepíthetjük a szélturbinákat, majd később offshore telepíthetjük a szettet az úszóval és a turbinával készen a forgásra” – mondta Tiago Godinho, a Principle Power üzemeltetési vezetője a harmadik videóban.
A COVID-19 járvány okozott némi kihívást a telepítés utolsó fázisaiban, de a csapat leküzdötte az akadályt. A videósorozat negyedik epizódjában Butat elmondta: “A teljes személyzetnek hét napig karanténban kellett maradnia, mielőtt mindenki csatlakozhatott a hajóhoz”. A fedélzetre érkezés után a jelentések szerint további biztonsági intézkedéseket vezettek be a személyzet védelme érdekében.
Butat elmondta, hogy a Bourbon, a Principle Power és a Vryhof között rengeteg interfész megbeszélés volt, hogy kidolgozzák a berendezés telepítésének legjobb folyamatát. “Ez egy kicsit bonyolult, mert több hajó szinkronizálásáról, valamint a tenger alatti műveletekről van szó” – mondta.”
“Mivel mi vagyunk az elsők, természetesen van kockázat” – mondta Jose Pinheiro, az EDP Renewables WindFloat Atlantic projektigazgatója. “Ez egy innovatív projekt, így ebben az értelemben mindig is kockázatot jelentett ennek a szélerőműparknak a kiépítése.”
De végül minden összejött. “Látni a sárga darabokat, az oszlopokat, a gerendákat, majd a széltornyot forogni – ez gyönyörű” – mondta Godinho.”
“A legfontosabb előny az alkalmazott összeszerelési technológia volt: a szárazdokkos összeszerelés jelentős logisztikai és pénzügyi megtakarítást biztosított, a platformokat pedig szabványos vontatóhajókkal vontatták” – mondta Pinheiro a POWER-nek. “Ennek a technológiának a jövőbeni potenciálja a világ számos pontján – kezdve szinte az egész Ibériai-félszigettel – hatalmas.”
“Három úszó platformból 25 MW-ot tudunk. Tíz évvel ezelőtt senki sem hitte volna, hogy ez megtörténhet” – mondta Ozmutlu. “Ez a projekt határozottan megváltoztatja a játékot.” ■
-Aaron Larson a POWER ügyvezető szerkesztője.