Chińczycy chcą budować morskie farmy taniej. Pomóc ma nowa turbina
Chińska Grupa Envision zaprezentowała morską turbinę wiatrową EN-252/16.7 o mocy znamionowej 16,7 MW. Nowy model zaprojektowano z myślą o akwenach, na których wieje silny wiatr. Turbina jest przeznaczona przede wszystkim na eksport, m.in. do Europy. Według producenta turbina w farmie o łącznej mocy rzędu 1 GW pozwoli zmniejszyć liczbę turbin o ok. 10 proc. i obniżyć uśredniony koszt energii (LCOE) o 2–4 proc.
Turbina powstała na bazie platformy Model Z, eksploatowanej od 2023 r. Wersja międzynarodowa ma otrzymać wirnik zaprojektowany specjalnie pod warunki europejskie. Envision poinformował o nowym modelu 25 września. Turbina wciąż przechodzi walidację komponentów i całego systemu, a firma nie podała terminu wprowadzenia jej do sprzedaży ani nazw pierwszych klientów.
– Kolejny etap rozwoju morskiej energetyki wiatrowej nie polega wyłącznie na zwiększaniu skali turbin. Prawdziwa wartość skali tkwi w tym, na ile skutecznie przekłada się ona na wyższą produkcję energii, większą niezawodność i lepszą ekonomikę w całym cyklu życia projektu – powiedział Christian Schrimpf, wiceprezes wykonawczy Envision Energy z Grupy Envision ds. morskiej energetyki wiatrowej.
Mniej turbin, niższy koszt energii z morskiej farmy
Jak wskazuje oznaczenie modelu, turbina ma wirnik o średnicy 252 m. Na każdy kilowat mocy przypada ok. 2,99 m2 powierzchni omiatanej przez wirnik. Producent przekonuje, że taka konfiguracja pozwala lepiej wykorzystać zasoby wiatru na morzu.
W porównaniu z dostępnymi obecnie turbinami EN-252/16.7 ma zapewnić w farmie o mocy 1 GW roczną produkcję energii wyższą o ok. 1–2 proc. przy liczbie turbin mniejszej o ok. 10 proc. Przełoży się to na szacowany spadek LCOE o 2–4 proc., w zależności od warunków w danej lokalizacji i konfiguracji projektu.
Przy sprzyjających warunkach lokalnych moc turbiny można dodatkowo podnieść. Pozwoliłoby to jeszcze bardziej ograniczyć liczbę jednostek i nakłady inwestycyjne (CAPEX).
Testy układu napędowego i własne komponenty
Envision testuje turbinę we własnych laboratoriach. Program obejmuje próby obciążeniowe układu napędowego oraz ponad 600 godzin przyspieszonych testów trwałości (HALT) tego układu. Mają one pozwolić określić granice wytrzymałości komponentów i sprawdzić, jak oddziałują na siebie w trudnych warunkach pracy.
Producent sam projektuje i wytwarza kluczowe podzespoły. Według firmy wyprodukowała ona dotąd ok. 12 tys. przekładni, 12 tys. zestawów łożysk głównych, 25 tys. kompletów łopat, 23 tys. generatorów i 28 tys. przekształtników.
Odporność na sztormy i tajfuny
Turbina ma wytrzymać wiatr o średniej 10-minutowej prędkości do 58,5 m/s oraz trzysekundowe porywy do 82 m/s, występujące statystycznie raz na 50 lat.
EN-252/16.7 można zintegrować z magazynem energii Envision BESS. Gdy zasilanie z sieci jest niedostępne, magazyn zapewnia długotrwałe zasilanie awaryjne kluczowych urządzeń turbiny i funkcji bezpieczeństwa. Dotyczy to m.in. okresu przed uruchomieniem farmy oraz silnych sztormów i tajfunów.
Grid-forming i rozruch autonomiczny
Turbina ma funkcję kształtowania parametrów sieci (ang. grid-forming) i zdolność do rozruchu autonomicznego (ang. black start). Według producenta pracuje też stabilnie przy słabej sieci i podczas zwarć. Tryb pracy autonomicznej ma utrzymywać zasilanie krytycznych systemów turbiny, gdy sieć przestaje je zapewniać.
System Galileo. Ostrzeżenia nawet z półrocznym wyprzedzeniem
Stan turbiny w całym cyklu życia będzie monitorował system Galileo, oparty na sztucznej inteligencji. Envision stosuje go komercyjnie od 2020 r. na ponad 20 tys. turbin. System wykorzystuje ponad 30 modeli funkcjonalnych do nadzoru głównych podzespołów i najgroźniejszych rodzajów awarii. W zależności od warunków generuje ostrzeżenia z wyprzedzeniem od ok. jednego do sześciu miesięcy.
Wcześniejsze wykrywanie usterek ma ułatwić planowanie serwisu, ograniczyć nieplanowane interwencje i obniżyć koszty operacyjne (OPEX). Turbina ma też interfejs do integracji z systemami AI, przygotowany pod przyszłe aktualizacje.
Wyścig na moc zszedł na drugi plan
Premiera Envision pokazuje, że w branży offshore wind zmieniają się akcenty. Jeszcze niedawno producenci licytowali się na moc pojedynczej jednostki. Dziś, jak przyznaje sam Envision, liczy się przede wszystkim ekonomika całego projektu. Obiecywane 2–4 proc. niższego LCOE może wyglądać skromnie. W sektorze, który w Europie zmaga się z wysokimi stopami procentowymi, drożejącym łańcuchem dostaw i nieudanymi aukcjami, takie różnice mogą jednak przesądzać o opłacalności inwestycji. Mniej turbin to też mniej fundamentów, kabli wewnętrznych i operacji instalacyjnych na morzu.
Europejczycy postawili na nowe modele turbin lądowych
Envision zaprezentował turbinę podczas WindEnergy Hamburg, jednych z największych targów branży wiatrowej. Swoje nowości pokazały tam także europejskie firmy, ale dotyczyły one lądowej energetyki wiatrowej (onshore). Producenci z Danii i Niemiec zaprezentowali nowe turbiny lądowe o dużych wirnikach.
Duński Vestas wprowadził na rynek model V182-7.2 MW, zbudowany na flagowej platformie EnVentus. Turbina ma moc do 7,2 MW i wirnik o średnicy 182 m – o 10 m większej niż w poprzedniku, modelu V172-7.2 MW o tej samej mocy znamionowej. Większa powierzchnia omiatana przez łopaty pozwala przechwytywać więcej energii wiatru i osiągać moc znamionową przy niższej prędkości wiatru. Jak podaje producent, ma to zwiększyć współczynnik wykorzystania mocy o 2 pkt proc. i obniżyć LCOE średnio o 6 proc. Turbina ma pracować na wieżach o wysokości 109 i 170 m, przy prędkości wiatru od 3 do 25 m/s.
Niemiecki Nordex odpowiedział turbiną N193/7.X z wirnikiem o średnicy aż 193 m i mocą do 7,3 MW w najmocniejszym wariancie. Ma ona produkować średnio o 14 proc. więcej energii niż poprzedni model N175/6.X, a jej seryjna produkcja ma ruszyć w 2029 r.
Obie konstrukcje należą do największych turbin lądowych europejskich producentów. Znacznie dłuższe łopaty stosuje się jednak już w morskiej energetyce wiatrowej. Przykładem jest flagowy model Vestasa V236-15 MW z łopatami o długości 115,5 m, wykorzystywany m.in. na budowanej farmie Baltic Power na polskim Bałtyku.
Patrycja Rapacka
patrycja.rapacka@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy E-Magazyny Sp. z o.o.
Obserwuj nas w Google News
