Offshore-Windenergieanlage, die unter kontrollierten Hafenbedingungen komplett vormontiert und vorkommissioniert werden kann

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Anonim

Obwohl die Windkraft als eine wichtige Quelle für nachhaltige Energie angesehen wird, waren die Kosten für die Installation der notwendigen Turbinen immer ein Hindernis für ihre weitverbreitete Nutzung. Dies gilt insbesondere für Offshore-Windparks, in denen große, hochtechnologische Windturbinen in den Ozeanen selbst gebaut und gewartet werden müssen.

Dank eines innovativen, vom ELISA-Projekt entwickelten Offshore-Windturbinen-Konstruktionsverfahrens wurde diese traditionelle Barriere für die Nutzung der Windenergie endgültig überwunden. Diese Innovation, der voll funktionsfähige Prototyp der ELISA-Technologie 5MW, befindet sich auf den Kanarischen Inseln und ist die erste bodenseitig installierte Offshore-Windenergieanlage, die komplett ohne teure und seltene Schwerlastschiffe installiert wird.

"Die ELISA-Technologie ist ein Vorreiter bei der Entwicklung von komplett selbstinstallierenden Offshore-Anlagen", sagt Projektingenieur José Serna. "Das gesamte System wird unter kontrollierten Hafenbedingungen komplett vormontiert und vorkommissioniert, wodurch die Möglichkeiten für die Industrialisierung und die Minimierung von Risiken im Zusammenhang mit Offshore-Montagearbeiten verbessert werden."

Teleskoptechnik

Der Prototyp des ELISA 5MW basiert auf einem Fundament auf Schwerkraftbasis, das im Wesentlichen als schwimmende Plattform dient, von der ein automatisch teleskopierender Turm mit einer Windturbine verankert wird. Jede Einheit - Plattform, Turm und Turbine - wird komplett onshore zusammengebaut. Es wird dann mit herkömmlichen Schleppern zu seiner Freiwasserstelle geschleppt, wo die Plattform gesichert und der Turm angehoben wird.

"Es ist wichtig anzumerken, dass es derzeit in Europa nur drei oder vier Schwerlastschiffe gibt, die eine 8-MW-Turbine in mehr als 40 Meter Tiefe installieren können. Europa ist im Vergleich zu anderen entwickelten Märkten führend", sagt Serna. "Mit anderen Worten, dieses System wird auch ein wichtiger europäischer Export in Märkte wie die USA und Japan sein."

Das Besondere an diesem System ist, dass die teleskopische Konfiguration des Turms den Schwerpunkt der Einheit absenkte, was bedeutet, dass die Plattform als selbststabiler Schwimmkahn dient, von dem aus die Besatzung das gesamte System in Küstennähe vormontieren kann. In der Lage zu sein, die Struktur im Gegensatz zu den offenen und oft tückischen Gewässern des Ozeans in Küstennähe aufzubauen, führt zu einer enormen Reduzierung der menschlichen Risiken, die so oft bei der Montage von Freiwasserwindturbinen auftreten.

"Diese schiffsfreie Installationskapazität ist nicht nur eine Quelle großer Kostensenkungen, sondern auch eine Möglichkeit, den deutlichen Trend zu größeren Offshore-Windkraftanlagen zu unterstützen, ein wichtiger Schritt zur Verbesserung der Energiekosten eines Windparks", erklärt Serna.

Sobald sie in ihre Position auf dem Meer gezogen ist, ist die Plattform ballastiert, um auf dem Meeresboden zu ruhen. Dann wird der Turm, wenn er gesichert ist, über Kabel und herkömmliche Heavy-Lift-Litzenheber in seine endgültige Position gehoben. Diese Hebeböcke heben zunächst eine Ebene des Turms an und werden dann wieder verwendet, um die nächste Ebene zu heben und die nächste und so weiter, bis sie fertig gebaut sind. Darüber hinaus werden die Heber von dem unteren getragen, der auch das hochgezogene Rohr führt, wenn es sich in einem selbstinstallierenden Vorgang erhebt, wobei der Turm selbst die einzige erforderliche Tragstruktur ist. Und all dies geschieht über eine einzige Zugangsplattform.

Viele Vorteile

"ELISA ermöglicht drastische Kostensenkungen bei der Unterbauversorgung und bei den Installationskosten der Offshore-Windenergie, die eine strategische Rolle bei der Entwicklung Europas zu einem kohlenstoffarmen und dezentralen Energiemix spielen wird", sagt Serna. "Tatsächlich liegen die Kosten pro MW des entwickelten Prototyps trotz aller erforderlichen Investitionen in Hilfsinfrastrukturen und -mittel, deren Gesamtkosten für eine einzige Einheit bestimmt sind, bereits unter den aktuellen Marktpreisen."

Laut Serna kann das ELISA-System die Kosten im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen auf der Basis von Jacken oder XL-Monopiles um bis zu 40% senken. Es erspart den Nutzern auch Wartung und Instandhaltung - erhebliche Kosten für Turbinen, die tagtäglich den brutalen Elementen des offenen Meeres ausgesetzt sind.

Dank der robusten, langlebigen und ermüdungsfreien sowie wartungsfreien Betonsubstruktur von ELISA können die Forscher die Integrität der Struktur verbessern und die Betriebskosten senken. Als zusätzlichen Bonus ist das System geräuschlos und umweltfreundlicher als Stahlalternativen in Bezug auf seine Auswirkungen auf das Meerleben und den CO2-Fußabdruck.

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