Jakie są największe obawy związane z morską energetyką wiatrową? Nie chodzi o brak wiatru, ale o brak możliwości przesyłania wytworzonej energii elektrycznej. Niedawno na ponad 20-odcinku odsłoniętego kabla podmorskiego w rejonie Huangshayang w Rudong w prowincji Jiangsu zakończono zasypywanie i zakopywanie. Może się to wydawać kwestią techniczną, ale w rzeczywistości jest to bezpośrednio związane z pierwszym w Azji projektem morskiej elektrowni wiatrowej z elastyczną podmorską transmisją prądu stałego, który przeszedł kolejny kluczowy punkt kontroli bezpieczeństwa.
Nie lekceważ tych ponad 20 kilometrów. W przypadku awarii kabla podmorskiego energia elektryczna wytwarzana przez turbiny wiatrowe może utknąć w morzu. Według szacunków lokalnego projektu dzienne straty mogą sięgać kilku milionów juanów. Im dłużej trwa, tym wyższy koszt i kogo na to stać?
Sam projekt jest niemałym wyczynem i obejmuje farmy wiatrowe Three Gorges H6, H10 i CGN H8 o łącznej mocy zainstalowanej 1,1 miliona kilowatów i rocznej produkcji energii na poziomie około 2,4 miliarda kilowatogodzin-, co wystarczy do zasilenia 1 miliona gospodarstw domowych. Krótko mówiąc, nie jest to zwykła linia inżynieryjna, ale kanał przesyłowy mocy, który stabilnie przenosi-morską energię wiatrową na ląd na dużą skalę.
Gdzie więc leży problem? Leży w wyjątkowo trudnym środowisku dna morskiego.
Obszar Huangshayang w Rudong położony jest w złożonym kanale pływowym południowego Morza Żółtego. Przepływ wody jest nie tylko szybki, ale także chaotyczny, szybki i stale ulegający erozji. W niektórych obszarach dno morskie uległo erozji, odsłaniając kable podmorskie, które pierwotnie były pod spodem zakopane. Jeśli kable podmorskie pozostaną odsłonięte przez długi czas, czy będą miały na nie wpływ kotwice, narzędzia połowowe i zmiany w dnie morskim? Ryzyko z pewnością wzrośnie, a bezpieczeństwo operacyjne zostanie zagrożone.
Co więcej, warunki pracy są tu na niemal maksymalnym poziomie trudności. Maksymalna prędkość przepływu na obszarze budowy sięga od 4 do 5 węzłów, a historyczny maksymalny zasięg pływów wynosi 9,28 m i jest jednym z najwyższych w kraju. Rodzaje kabli są również zróżnicowane, w tym kable podmorskie ± 400 kV DC, kable 220 kV i 35 kV prądu przemiennego, przy czym największa średnica wynosi 246 milimetrów. A najważniejsze jest to, że w trakcie budowy kable podmorskie nadal działają. Jak można to zrobić przy użyciu kabli pod napięciem, silnych prądów pływowych i złożonego dna morskiego?
Firma Shanghai Yuanwei zastosowała rozwiązanie polegające na zasypywaniu i zakopywaniu, a głównym wyposażeniem był nowy typ pojazdu ROV, czyli robota podwodnego. Nie kopie mechanicznie, aby dotknąć kabli podmorskich, ale wykorzystuje-wodę pod wysokim ciśnieniem, aby precyzyjnie wzruszyć dno morskie, umożliwiając naturalne zatonięcie kabli. Zaleta tego podejścia jest bardzo praktyczna. Nie tylko osiąga zaprojektowaną głębokość wkopania, ale także minimalizuje mechaniczne uszkodzenia kontaktowe powłoki zewnętrznej. Im wyższe napięcie i im droższy kabel podmorski, tym ważniejsze staje się podejście „mniejszego kontaktu”. W przeciwnym razie koszt naprawy może być nawet wyższy niż koszt budowy.
Prawdziwe wyzwanie polega na tym, że nie jest to tak proste, jak zwykłe spryskanie wodą. Konstrukcja łączy w sobie-precyzyjne pozycjonowanie pod wodą, autonomiczną pracę i systemy zdalnego monitorowania. Może dostosowywać parametry działania w czasie rzeczywistym-w oparciu o różne typy kabli i warunki na morzu. Dno morskie nie jest płaskie, a kable podmorskie nie mają tej samej specyfikacji. Jeśli parametry zostaną zastosowane równomiernie, albo głębokość zakopania będzie niewystarczająca, albo zakłócenie będzie zbyt duże, a jedno i drugie może powodować problemy. Obecnie dzięki temu podejściu można precyzyjnie układać i zakopywać podmorskie kable pod napięciem w skomplikowanych warunkach morskich, a ten krok ma znaczną wartość.
Dlaczego warto zwrócić uwagę na tę kwestię? Ponieważ krajowa morska energetyka wiatrowa odchodzi od „szybkiej instalacji” do „stabilnej transmisji”. W ciągu ostatnich kilku lat wiele projektów skupiało się bardziej na szybkości instalacji. Po wybudowaniu turbin wiatrowych i ułożeniu kabli podmorskich projekt uznano za w zasadzie ukończony. Jednak gdy projekty zaczęły działać, odkryto, że utrzymanie i eksploatacja dna morskiego to działania długoterminowe. W przeciwieństwie do łopat turbin wiatrowych kable podmorskie nie są widoczne. Kiedy pojawiają się problemy, często są one najpierw wykrywane przez alarmy, a następnie prowadzą do przestojów. Badanie i naprawa są powolne i kosztowne.
Podobne sytuacje nie są charakterystyczne dla Rudonga. Niektóre morskie farmy wiatrowe na pobliskim morzu Guangdong również w przeszłości-zasypywały i wzmacniały kable podmorskie, z tego samego powodu: szybkie zmiany w topografii dna morskiego i znaczna erozja spowodowana nakładaniem się tajfunów i prądów pływowych. Istnieją także precedensy za granicą. W przypadku niektórych projektów kabli podmorskich na Morzu Północnym w Wielkiej Brytanii dodano środki ochronne po zakończeniu eksploatacji, kierując się tą samą podstawową logiką: układanie kabli podmorskich nie oznacza spokoju ducha. Późniejsza konserwacja i monitorowanie muszą nadążać.
Jednakże narażenie na kable podmorskie nie występuje na dużą skalę we wszystkich obszarach morskich. Na niektórych obszarach przybrzeżnych o stabilniejszym dnie morskim i słabszych prądach pływowych stan eksploatacji po zakopaniu jest znacznie stabilniejszy i w przyszłości potrzebne będą jedynie regularne inspekcje. To również wskazuje na problem: nie ma jednego-rozmiaru-pasującego-wszystkim rozwiązaniu w zakresie obsługi i konserwacji morskich farm wiatrowych. Nadal zależy to od warunków morskich, warunków dna morskiego, rodzaju kabli i metod budowy. Sposób wykonywania prac na miejscu-jest ważniejszy niż plany papierowe. Projekt Rudong ma także inne znaczenie. Elastyczna podmorska transmisja prądu stałego to-wysokopoziomowe rozwiązanie do przesyłu morskiej energii wiatrowej. Nadaje się do przesyłu energii o dużej-wydajności i-odległości, a także może efektywniej przesyłać energię z wielu farm wiatrowych na ląd. Korzyści są oczywiste: może przesyłać energię na duże odległości i stabilnie, a także nadaje się do rozwoju baz-na dużą skalę. Jednak tu pojawia się problem: im bardziej zaawansowany system, tym wyższe wymagania bezpieczeństwa dla kabli podmorskich. Jeśli zawiedzie kluczowy kanał, wpływ będzie miał nie tylko pojedyncza turbina wiatrowa, ale cała farma wiatrowa. Dlatego po ukończeniu ponad 20-kilometrów zasypywania i zakopywania na powierzchni pozostała jedynie naprawa kabla podmorskiego. Jednak patrząc głębiej, wypełniał on lukę w możliwościach obsługi i konserwacji dużych projektów morskich elektrowni wiatrowych.
Wcześniej ludzie często mówili, że lokalizacja sprzętu jest ważna. Teraz stało się jasne, że samo posiadanie sprzętu nie wystarczy. Trzeba także posiadać możliwości integracji systemu, w tym zdolność wykrywania, lokalizowania, konstruowania i zdalnego monitorowania całego procesu. To jest prawdziwa praktyczna umiejętność. Dla branży wartością takiej sprawy nie jest jednorazowe załatwienie sprawy. Krajowa morska energetyka wiatrowa zmierza w stronę głębszych wód i dalszych mórz, a warunki morskie staną się jedynie bardziej złożone, a nie prostsze. Jeśli w przyszłości więcej projektów napotka problemy, takie jak szorowanie, narażenie i ponowne zakopywanie kabli podmorskich,-ponowne zakopanie, rozwiązanie to nie będzie jedynie rozwiązaniem w sytuacjach awaryjnych, ale może stać się możliwym do powielenia standardowym podejściem. Ostatecznie morska energetyka wiatrowa stanowi konkurencję w całym cyklu życia. Instalacja turbin wiatrowych to dopiero początek. Niezależnie od tego, czy moc może być stabilnie przekazywana na brzeg i pozostać niezawodna po dziesięciu czy ośmiu latach, odpowiedź często leży pod powierzchnią morza. Ponowne zakopanie tych ponad 20-kilometrów kabli podmorskich w Rudong nie tylko rozwiązuje bezpośrednie ryzyko, ale także daje przykład dla kolejnych podobnych projektów. Ktokolwiek poradzi sobie dobrze w tej „niewidzialnej inżynierii” pod powierzchnią morza, będzie miał większą pewność siebie, aby podjąć się kolejnej rundy dużych projektów morskiej energetyki wiatrowej.
