Optymalizacja pracy turbin – dokąd zmierzamy?

Grzegorz Kazimierski
Sales Manager w Siemens Gamesa Renewable Energy. © Grzegorz Kazimierski

Polska energetyka wiatrowa do 2016 r. szła z trendem najnowocześniejszych technologii, wprowadzając każdego roku do systemu energetycznego między 500 a 700 MW nowych mocy. Obecna luka inwestycyjna jest momentem krytycznym, pozwalającym ponownie wskoczyć na poziom światowy. Instalowane dzisiaj w Polsce turbiny mają moc ok. 2 MW i średnicę wirnika rzędu 90-114 m. Tymczasem w innych krajach proponujemy już moce ponad 6 MW o średnicy wirnika nawet 170 m. Produktywność takich turbin jest większa o kilkanaście punktów procentowych, przy równoczesnej redukcji kosztów inwestycyjnych kosztów inwestycyjnych w przeliczeniu na MW, a także oddziaływania na środowisko (ograniczenie powierzchni farm wiatrowych, zmniejszenie ingerencji w szlaki wędrówek ptaków, koncentracja źródeł hałasu).

Rozwój technologiczny i nowoczesne planowanie przestrzenne

Intensywnie prowadzone są także badania nad materiałami celem zwiększenia wydajności produkcji i redukcji kosztów wytworzenia. Na przykład większa szorstkość czy kształt łopat wpływają na lepszą aerodynamikę, żywotność oraz cichość ich pracy. Nie bez znaczenia jest też podatność materiałów na recykling - o ile ze stalą nie ma kłopotu, 10 proc. komponentów zbudowanych z żywic jest obszarem coraz większej troski.

Różnorodne korzyści przynosi też rezygnacja z budowy stałego placu montażowego na potrzeby ewentualnych awarii wymagających instalacji dźwigu – coraz rzadszych przy dzisiejszych technologiach. Zastępuje się go tymczasowymi placami montażowymi, budowanymi w momencie koniecznych prac serwisowych w zakresie jakim to wymagane. Takie podejście zwiększa obszar upraw w okresie bezawaryjnej pracy. Takie samo podejście dotyczy dróg wewnętrznych, minimalizuje się je na czas bezawaryjnej pracy, powiększa kiedy wymagany jest przejazd dźwigu do konkretnej lokalizacji. Dzięki temu, fragmentacja lokalnego środowiska i ingerencja w procesy infiltracji wód do gruntu jest mniejsza.

Testujemy także integrację turbin z elektrolizerami. Dzięki takim hybrydom, produkcja zielonego wodoru będzie przebiegała bez zbędnych strat energii podczas przesyłu. Znikną też problemy projektowania i prowadzenia przyłączeń kablowych na dalekie odległości. Magazynowanie energii w postaci wodoru pozwoli na dostawy dla przemysłu, niezależnie od dostępności przestrzeni i warunków pogodowych. Dlatego przyszłością energetyki wiatrowej jest z pewnością produkcja zielonego wodoru - także w Polsce.

Przewidywanie i unikanie błędów

Technologicznie walczymy teraz o każde pół procent produktywności i o każdy metr kwadartowy ziemi, preferując jej spożytkowanie na cele przyrodnicze. Coraz większą rolę odgrywają automatyka i sterowanie, pozwalające dostosować pracę turbiny do kierunku wiatru i szybciej reagować na zmiany pogodowe. Jeśli chodzi o optymalizację prac serwisowych, nacisk kładzie się na tzw. „conditions monitoring systems”, który z dużym wyprzedzeniem pozwala przewidywać awarie. Są to bardzo inteligentne systemy, wykorzystujące bazę danych z istniejących instalacji powiązanych z sensorami monitorującymi pracę głównych podzespołów turbiny. Reasumując: serwis opiera się na kierunku obserwacji, przewidywaniu i naprawianiu słabych elementów zawczasu tak, by nie dopuścić do jakichkolwiek awarii.

Złożoność procedur administracyjnych oraz niewielkie doświadczenie w realizacji projektów doprowadziły w przeszłości do różnego rodzaju błędów – nieuniknionych i będących naturalną częścią procesu rozwoju nowych technologii. Reprezentujące branżę Polskie Stowarzyszenie Energetyki Wiatrowej skrupulatnie analizowało różne przypadki, zgłaszane w minionych latach przez uczestników rynku. Opracowany przez PSEW „Kodeks dobrych praktyk”, a także zdobyte przez wszystkich graczy doświadczenie zarówno w kraju, jak i świecie, z pewnością przyczynią się do dynamicznego i korzystnego dla wszystkich stron rozwoju nowych projektów wiatrowych w Polsce. Przewaga atutów technologii wiatrowej i jej odwieczna synergia z przyrodą pokazuje, jak dynamicznie rozwija się ona w świecie.

Grzegorz Kazimierski

Artykuł opracowany we współpracy z Siemens Gamesa.