 |
| Horns rev II substasjon med bemanningsplattform |
noen utfordringer med flytende offshore vindturbiner
I tillegg til de mest umiddelbare utfordringene med vindmøller på hundrevis av meter, som skal flyte ute i havet er der en rekke andre utfordringer som også må løses før det er mulig å ha stor skala flytende vindmølle parker i Nordsjøen.
Man må ha et internt kabelnett i parken (Vekselstrøm), hvor turbinene ofte er koblet som radialer, før de peiles mot substasjonen. Hvorvidt man skal ha én, to eller 3 substasjoner kommer an på størrelsen på parken. Skal man ha en substasjon midt i parken for å minimere kabelavstand, eller skal den stå utenfor slik at den er lett tilgjengelig i dårlig vær? Fra substasjonen transformeres gjerne spenningen ved avstander over en viss lengde til likestrøm, føres til land, og ut på nettet som vekselstrøm igjen. Konvertertingen skjer fordi det er mindre tap over lengre avstander ved like- enn vekselstrøm overføring.
Når vindturbiner blir plassert langt fra land, vil store vindparker ha system for automatisk drift. Dette medfører at behovet for personell er knyttet til inspeksjon, vedlikehold og reparasjon. Offshore vil en normalt søke å minimere behovet for dette gjennom instrumentering og automatisering. Permanent personell på siten er likevel aktuelt for store offshore vindparker. Dette fordi fjernovervåkning ikke kan løse alle problemer som måtte oppstå. Dette også fordi transport til og fra land kan være tidkrevende i en situasjon som kan være kritisk for kraftproduksjonen. Først må riktig personell tilkalles, før igangsetting av transport kan forekomme. Personellet skal også komme seg ut til vindparken. Det vil være fare for at personell som blir fraktet ut til siten kan bli sjøsyke dersom de blir transportert med båt, da det ikke nødvendigvis vil bli brukt helikopter som transportmiddel. Et annet argument for fast installert bemanning vil være at vindparken er av et betydelig omfang. Behovet for tilsyn vil øke proporsjonalt med antall installerte turbiner. Løsninger angående utstasjonering av personell er i stor grad en optimaliseringsoppgave som nødvendigvis må gjennomgå flere iterasjoner, etterhvert som det bygges driftserfaring fra de første store vindparkene som etableres.
Ulike løsninger må analyseres og kartlegges for hver enkelt vindpark, da det er mange forskjellige faktorer som spiller inn ved en eventuell bemanningssituasjon. Avstanden fra land og bølgehøyde er viktige aspekter for å finne den beste løsningen for vindparken.Dette er en problemstilling som blir forsket på og hvor utviklere er sparsommelige på opplysninger. Det finnes i liten grad ferdige og utprøvde løsninger på dette området.
Man må ha et internt kabelnett i parken (Vekselstrøm), hvor turbinene ofte er koblet som radialer, før de peiles mot substasjonen. Hvorvidt man skal ha én, to eller 3 substasjoner kommer an på størrelsen på parken. Skal man ha en substasjon midt i parken for å minimere kabelavstand, eller skal den stå utenfor slik at den er lett tilgjengelig i dårlig vær? Fra substasjonen transformeres gjerne spenningen ved avstander over en viss lengde til likestrøm, føres til land, og ut på nettet som vekselstrøm igjen. Konvertertingen skjer fordi det er mindre tap over lengre avstander ved like- enn vekselstrøm overføring.
Når vindturbiner blir plassert langt fra land, vil store vindparker ha system for automatisk drift. Dette medfører at behovet for personell er knyttet til inspeksjon, vedlikehold og reparasjon. Offshore vil en normalt søke å minimere behovet for dette gjennom instrumentering og automatisering. Permanent personell på siten er likevel aktuelt for store offshore vindparker. Dette fordi fjernovervåkning ikke kan løse alle problemer som måtte oppstå. Dette også fordi transport til og fra land kan være tidkrevende i en situasjon som kan være kritisk for kraftproduksjonen. Først må riktig personell tilkalles, før igangsetting av transport kan forekomme. Personellet skal også komme seg ut til vindparken. Det vil være fare for at personell som blir fraktet ut til siten kan bli sjøsyke dersom de blir transportert med båt, da det ikke nødvendigvis vil bli brukt helikopter som transportmiddel. Et annet argument for fast installert bemanning vil være at vindparken er av et betydelig omfang. Behovet for tilsyn vil øke proporsjonalt med antall installerte turbiner. Løsninger angående utstasjonering av personell er i stor grad en optimaliseringsoppgave som nødvendigvis må gjennomgå flere iterasjoner, etterhvert som det bygges driftserfaring fra de første store vindparkene som etableres.
Ulike løsninger må analyseres og kartlegges for hver enkelt vindpark, da det er mange forskjellige faktorer som spiller inn ved en eventuell bemanningssituasjon. Avstanden fra land og bølgehøyde er viktige aspekter for å finne den beste løsningen for vindparken.Dette er en problemstilling som blir forsket på og hvor utviklere er sparsommelige på opplysninger. Det finnes i liten grad ferdige og utprøvde løsninger på dette området.
Adkomsten til offshore vindturbiner er en annen av de større tekniske utfordringene ved offshore vindkraft pr i dag, og foreløpig foreligger det kun to aktuelle løsninger; båt og helikopter. Det knytter seg forøvrig flere vanskeligheter til begge disse alternativene. Avstand til vindparken fra land, bølgehøyde og vindhastigheter vil være viktige variabler når type transport skal velges. En annen faktor er at det først skal
være mulig å ta seg ut til vindparken, for så å komme seg om bord på selve turbinen. Dette er ikke nødvendigvis noe som kan gjøres ved hjelp av en konvensjonell båt. I visse tilfeller skal også reparasjonsdeler og annet utstyr blir fraktet til og fra turbinen. Dette krever et avansert lastesystem og god forståelse for det marine miljøet. En praktisk og universell løsning er ønskelig å utvikle. Ved denne utfordringen er det ikke mye som er gjort offentlig, grunnet interesse for å hemmeligholde egen teknologi.
Adkomst med helikopter er den raskeste adkomstmuligheten til turbinene ved personaltransport. Helikopter er spesielt praktisk dersom lengre avstander er aktuelle. Metoden går ut på at personell fires ned fra helikopteret, og inn på en plattform som er montert på turbinen. Dersom tyngre komponenter må transporteres ut til turbinen, er helikopter foreløpig en dårlig løsning. De typene helikopter som brukes for å frakte personell og utstyr ut til site, har i dag en typisk lastkapasitet på under 300 kg. I Nordsjøen er det stabilt høye vindhastigheter, noe som kan gjøre denne adkomstmuligheten risikofylt. Å fly et helikopter i høye vindhastigheter er ikke nødvendigvis den største utfordringen, men det er selve nedfiringen til turbinen som vil være den kritiske prosessen.
 |
| Vedlikehold med helikopter |
Helikopteret vil under høye vindhastigheter ha vanskeligheter for å opprettholde samme posisjon, og personene som henger i nedfiringskabelen vil kunne oppleve uønskede svingninger og bevegelser. Nærmere 100 meter over vannoverflaten sees dette på som uaktuelt fra et HMS perspektiv. Dagens tendenser tilsier at det ikke vil bli aktuelt å fysisk lande et helikopter på en konvensjonell offshore vindturbin. Siden nedfiring vil være den eneste muligheten for å få personell om bord på installasjonen, tilsier dette at adkomst til turbinene med helikopter er en umulighet ved høye vindhastigheter. WindSea har derimot utviklet et konsept som både forenkler generell tilkomst, og muliggjør helikopterlanding på installasjonen.
Adkomst med båt er den sikreste og mest praktiske adkomstmuligheten av de to foreslåtte. Valg av båttype som fremkomstmiddel kan begrunnes i robusthet, sjødyktighet, marsjfart og lastekapasitet. Ved frakt av tyngre komponenter til og fra turbinene vil båt være et klart valg, men ved personellfrakt vil dette være en situasjonavveining opp mot bruk av helikopter. Viktige faktorer er at båter kan frakte flere personer enn et helikopter, og at båter i større grad er tilgjengelig. Ved kortere avstander kan denne løsningen være å foretrekke, siden tur og retur ikke nødvendigvis vil ta så lang tid, og tiden som spares ved å bruke helikopter er marginal. Er det derimot vindparker som står ved enda større avstander ut i havet, kan en båtløsning fort bli for langsom, da nedetid ved turbinene ikke er ønskelig. Ved stille farvann og lite bølger kan en konvensjonell båt godt brukes for å frakte ut personell. Ved behov for å entre turbinen i hardt vær, og dersom teknisk utstyr også skal losses, må mer praktiske og modifiserte typer anvendes. Som ved helikopterløsning er det selve entre-situasjonen det er mest problemfylt, og ved større bølger (1.5-2.5m) , kan dette være en utfordring. Hywind prosjektet mener det må kunne være mulig å gå om bord på turbinen selv ved bølgehøyder på 2.5-3.0 meter. Dette for å sikre servicemuligheter selv ved vanskelige forhold.
Adkomst med båt er den sikreste og mest praktiske adkomstmuligheten av de to foreslåtte. Valg av båttype som fremkomstmiddel kan begrunnes i robusthet, sjødyktighet, marsjfart og lastekapasitet. Ved frakt av tyngre komponenter til og fra turbinene vil båt være et klart valg, men ved personellfrakt vil dette være en situasjonavveining opp mot bruk av helikopter. Viktige faktorer er at båter kan frakte flere personer enn et helikopter, og at båter i større grad er tilgjengelig. Ved kortere avstander kan denne løsningen være å foretrekke, siden tur og retur ikke nødvendigvis vil ta så lang tid, og tiden som spares ved å bruke helikopter er marginal. Er det derimot vindparker som står ved enda større avstander ut i havet, kan en båtløsning fort bli for langsom, da nedetid ved turbinene ikke er ønskelig. Ved stille farvann og lite bølger kan en konvensjonell båt godt brukes for å frakte ut personell. Ved behov for å entre turbinen i hardt vær, og dersom teknisk utstyr også skal losses, må mer praktiske og modifiserte typer anvendes. Som ved helikopterløsning er det selve entre-situasjonen det er mest problemfylt, og ved større bølger (1.5-2.5m) , kan dette være en utfordring. Hywind prosjektet mener det må kunne være mulig å gå om bord på turbinen selv ved bølgehøyder på 2.5-3.0 meter. Dette for å sikre servicemuligheter selv ved vanskelige forhold.
i dag
Vind industrien er i dag et kraftig voksende segment innen offshore-industrien. Danmark, Storbritannia, Tyskland og Nederland er ledende i investeringer og konstruksjon av offshore vindteknologi. Hovedkategoriene innen denne teknologien er bunnfast vindkraft på grunt vann og flytende vindturbiner på større dyp. Andelen av bunnfast vindkraft på verdensbasis er foreløpig lav, men EU trapper opp satsningen på bunnfast vindkraft for å nå sine klima mål. En annen årsak er at EU-land, som for eksempel Tyskland, har brukt opp store deler av sitt potensial for landbasert vindkraft. En del norske selskaper er også med på utbyggingen av bunnfast vindkraft i Europa, -Statoil og Statkraft har blant annet fått kontrakter i Storbritannia.
 |
| Reperasjoner ved Horns rev |
I den store sammenheng er bunnfaste vindturbiner et skritt på veien. Disse vil imidlertid aldri kunne få samme omfang og produksjonskapasitet som flytende vindturbiner, siden de vil måtte monteres på grunt vann, og dermed omfattes av den samme diskusjonen som landfaste møller når det gjelder estetikk og lokalmiljø.
Flytende vindkraft finnes foreløpig ikke, men ENOVAs potensialstudie estimerer at ca. 14 000 TWh kan utnyttes i norske områder. Norge som nasjon forbrukte i fjor 120 TWh i elektrisitet. Derfor er 14 000 i denne sammenhengen et absurd høyt tall, og det uttrykker et teoretisk potensial for vindkraftressursene på norsk kontinentalsokkel. Hvor mye av dette som er realistisk å utnytte, er en annen sak. NTNU og SINTEF anslo nylig det realistiske potensialet til 25 TWh per år om 25 år. I 2050, mener vindkraftforskere, det kan det økes opp mot 100 TWh. Jevnt over blåser det mer jo lenger ute i åpent hav man kommer. Kommer man langt nok ut, blåser det i praksis hele tiden. Offshore kan det bygges svære vindmølleparker, for eksempel i arealstørrelser på ti ganger ti kilometer. Ti slikem parker tilsvarer dagens energiforbruk på olje- og gassplattformene. Dette er bare begynnelsen - norsk industri har flere interessante prosjekter på utbygging av offshore vindkraft. Lyse, Sway, StatoilHydro og Statkraft er blant flere norske aktører som jobber med denne teknologien.
Flytende vindkraft finnes foreløpig ikke, men ENOVAs potensialstudie estimerer at ca. 14 000 TWh kan utnyttes i norske områder. Norge som nasjon forbrukte i fjor 120 TWh i elektrisitet. Derfor er 14 000 i denne sammenhengen et absurd høyt tall, og det uttrykker et teoretisk potensial for vindkraftressursene på norsk kontinentalsokkel. Hvor mye av dette som er realistisk å utnytte, er en annen sak. NTNU og SINTEF anslo nylig det realistiske potensialet til 25 TWh per år om 25 år. I 2050, mener vindkraftforskere, det kan det økes opp mot 100 TWh. Jevnt over blåser det mer jo lenger ute i åpent hav man kommer. Kommer man langt nok ut, blåser det i praksis hele tiden. Offshore kan det bygges svære vindmølleparker, for eksempel i arealstørrelser på ti ganger ti kilometer. Ti slikem parker tilsvarer dagens energiforbruk på olje- og gassplattformene. Dette er bare begynnelsen - norsk industri har flere interessante prosjekter på utbygging av offshore vindkraft. Lyse, Sway, StatoilHydro og Statkraft er blant flere norske aktører som jobber med denne teknologien.
