Ενέργεια & Περιβάλλον

Υποστήριξη υπεράκτιων αιολικών: Σκάφη που χρησιμοποιούνται σε εγκαταστάσεις υπεράκτιων αιολικών πάρκων

Υποστήριξη υπεράκτιων αιολικών: Σκάφη που χρησιμοποιούνται σε εγκαταστάσεις υπεράκτιων αιολικών πάρκων


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Η ανάπτυξη ενός υπεράκτιου αιολικού πάρκου περιλαμβάνει γενικά τέσσερα διαφορετικά στάδια, συγκεκριμένα έρευνες προεγκατάστασης, εγκατάσταση, λειτουργία και συντήρηση και παροπλισμό. Αυτό σημαίνει ότι ο τομέας απαιτεί μια ευρεία ποικιλία σκαφών υποστήριξης προκειμένου να εκτελέσει αποτελεσματικά το πλήθος των διαφορετικών καθηκόντων. Τα τελευταία χρόνια, τα σημεία συμφόρησης στον εφοδιασμό τέτοιων σκαφών έχουν επηρεάσει τον τομέα, κυρίως λόγω της έλλειψης διαθεσιμότητας εξειδικευμένων σκαφών. Κατά συνέπεια, οι κατασκευαστές αιολικών πάρκων τείνουν να στραφούν στον τομέα πετρελαίου και φυσικού αερίου για βοήθεια.

Οι ελλείψεις σκαφών προκαλούν καθυστερήσεις στη φάση κατασκευής και αυτό ήταν τακτικό πρόβλημα στο παρελθόν. Για παράδειγμα, το αιολικό πάρκο Alpha Ventus καθυστέρησε για ένα χρόνο λόγω τέτοιων ελλείψεων και όταν παρέχεται ένα σκάφος, ήταν 20 φορές μεγαλύτερο από ό, τι είχε αρχικά προγραμματιστεί. Το υπεράκτιο αιολικό πάρκο North Hoyle απαιτούσε ένα ειδικό σκάφος εγκατάστασης στροβίλων, το ψήφισμα MPI, του οποίου η κατασκευή καθυστέρησε. Το έργο έπρεπε επίσης να χρησιμοποιήσει πλοία κατασκευής για να διατηρήσει την προθεσμία, αλλά συνεπώς καθυστέρησε περίπου έξι μήνες. Το σκάφος εγκατάστασης για το London Array καθυστέρησε τρεις μήνες, απαιτώντας την ενοικίαση ενός επιπλέον σκάφους για να διατηρηθεί μέχρι την προθεσμία.

Δεδομένου του ρυθμού ανάπτυξης του υπεράκτιου αιολικού τομέα, είναι πιθανό να υπάρχουν περισσότεροι από 5.000 λειτουργικοί υπεράκτιες ανεμογεννήτριες στα ύδατα του Ηνωμένου Βασιλείου έως το 2025. Η μέση απόσταση από την ακτή στο αιολικό πάρκο είναι πιθανό να αυξηθεί σύμφωνα με τους γύρους χρηματοδοτικής μίσθωσης Crown Estate, για Παραδείγματος χάριν, το υπεράκτιο αιολικό πάρκο Dogger Bank θα κατασκευαστεί σε βάθη νερού έως 63 μέτρα με πιθανή απόσταση διέλευσης 290 χιλιόμετρα, απαιτώντας ναυτική διαδρομή άνω των 5 ωρών.

Αυτό με τη σειρά του θα έχει αντίκτυπο στις στρατηγικές λειτουργίας και συντήρησης (O&M) και σε αυξανόμενο αντίκτυπο στο σχεδιασμό πλοίων. Τα σκάφη θα πρέπει επομένως να γίνουν πιο ανθεκτικά και αποτελεσματικά στο μέλλον και έτσι η αγορά αυτών των σκαφών εξελίσσεται συνεχώς. Μπορεί επίσης να έρθει μια στιγμή που, όπως και στον τομέα του πετρελαίου και του φυσικού αερίου, οι τεχνικοί αιολικών πάρκων θα πρέπει να λειτουργούν και να ζουν σε βάσεις κοντά στο χώρο του αιολικού πάρκου. Στον τομέα του πετρελαίου και του φυσικού αερίου η περίοδος που δαπανάται σε μια τέτοια βάση είναι συνήθως δύο εβδομάδες. Αν και η πιο οικονομική λύση για επιχειρήσεις κοντά στην ακτή είναι πιθανό να βασίζεται σε σκάφη εργασίας, οι τοποθεσίες σε βαθύτερα νερά πιο μακριά από την ακτή θα πρέπει να υποστηρίζονται από μονάδες διαμονής ή ένα «μητρικό πλοίο», μεγαλύτερα σκάφη υποστήριξης ή jack-up, ανάλογα σχετικά με τη στρατηγική O&M που χρησιμοποιείται.

Επομένως, η απόσταση των αιολικών πάρκων από την ακτή θα έχει αναπόφευκτα επιπτώσεις στο κόστος και για το λόγο αυτό οι φορείς εκμετάλλευσης αιολικών πάρκων πρέπει να αναπτύξουν εξοπλισμό κατάλληλο για σοβαρές καιρικές συνθήκες. Πραγματοποιούνται ολόκληρα συνέδρια που καλύπτουν ειδικά το θέμα του σχεδιασμού σκαφών υπεράκτιων αιολικών πάρκων.

Επί του παρόντος, οι κύριοι προμηθευτές σκαφών και εγκαταστάσεων θεμελίωσης περιλαμβάνουν τα A2Sea, MPI Offshore, Scaldis Salvage, Seajacks International, Jack-Up Barge, Ballast Nedam, BARD, GeoSea, International Marine Construction και Seaway Heavy Lifting. Οι περισσότερες από αυτές τις εταιρείες εδρεύουν είτε στο Ηνωμένο Βασίλειο είτε στην Ολλανδία. Υποθαλάσσιες εταιρείες εγκατάστασης καλωδίων περιλαμβάνουν τα Global Marine Systems, MPI Offshore, Nexans, NKT, Prysmian, Mika, Offshore Marine Management, Peter Madsen Rederi, P&O Maritime Services, Technip (Subocean), Visser & Smit Marine Contracting (VSMC) και Stemat.

Ocean Surveyor [Πηγή εικόνας: Γεωλογική έρευνα της Σουηδίας, Flickr]

Σκάφη έρευνας

Τα πλοία έρευνας χρησιμοποιούνται για τη διεξαγωγή γεωγραφικών και κλιματικών ερευνών πριν από την κατασκευή ενός υπεράκτιου αιολικού πάρκου. Το εύρος των σκαφών που χρησιμοποιούνται για το σκοπό αυτό ποικίλλει ευρέως, ανάλογα με το βάθος του βυθού και την απόσταση από την ακτή.

Καλώδια τοποθέτησης καλωδίων

Η τοποθέτηση καλωδίων είναι μία από τις πρώτες εργασίες που πρέπει να ολοκληρωθούν κατά την εγκατάσταση ενός υπεράκτιου αιολικού πάρκου. Τα δοχεία τοποθέτησης καλωδίων είναι ειδικά σχεδιασμένα για την τοποθέτηση υποθαλάσσιων καλωδίων που μεταφέρουν την παραγόμενη ηλεκτρική ενέργεια από το αιολικό πάρκο στην ακτή. Το 4C Offshore διατηρεί μια ολόκληρη βάση δεδομένων τέτοιων σκαφών και μπορούν να λάβουν πολλές μορφές. Για παράδειγμα, το σκάφος Van Oords Nexus είναι ένας νέος σχεδιασμός με εκτεταμένη επιφάνεια καταστρώματος που μπορεί να προσαρμοστεί για να μεταφέρει αποκλειστικό εξοπλισμό τοποθέτησης καλωδίων. Διαθέτει κεντρικό γερανό με ικανότητα ανύψωσης 100 τόνων σε απόσταση 15 μέτρων και βοηθητικό ανυψωτικό με ικανότητα ανύψωσης 10 τόνων σε απόσταση 34 μέτρων. Το σκάφος μπορεί επίσης να προσφέρει διαμονή για 90 άτομα.

Το βασικό χαρακτηριστικό αυτών των δοχείων είναι το πικάπ ή το καρουσέλ που αποθηκεύει το καλώδιο χωρίς τον κίνδυνο υπερβολικής κάμψης. Διαθέτει επίσης ράβδους καθοδήγησης καλωδίων και συσκευές εγκατάστασης, συμπεριλαμβανομένων απομακρυσμένων οχημάτων (ROVs) που χρησιμοποιούνται για χάραξη. Αυτή είναι μια από τις πιο σημαντικές εργασίες που περιλαμβάνει την κοπή τάφρων βάθους 3 μέτρων στο βυθό για διασύνδεση καλωδίων τροφοδοσίας. Είναι ένας από τους πιο απαιτητικούς ρόλους στον τομέα με έως και 80 τοις εκατό των ασφαλιστικών απαιτήσεων για καλώδια που έχουν υποστεί ζημιά κατά την εγκατάσταση.

Αυτά τα σκάφη διαθέτουν επίσης συστήματα Dynamic Positioning (DP) για να τα κρατούν στη θέση τους ακόμη και στις πιο δύσκολες καιρικές συνθήκες.

Σκάφη εγκατάστασης

Αυτά τα σκάφη μπορούν να λάβουν μια ποικιλία μορφών και συχνά περιλαμβάνουν μια σειρά πλοίων πολλαπλών χρήσεων που δεν είναι ιδανικά για την εργασία, λόγω της χρήσης τους σε άλλους τομείς. Αυτό σημαίνει ότι προσλαμβάνονται μόνο για μικρό χρονικό διάστημα. Αυτά τα σκάφη πολλαπλών χρήσεων (MPV) περιλαμβάνουν φορτηγίδες ανύψωσης που είναι μη αυτοκινούμενες πλατφόρμες που μπορούν να ανυψωθούν πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας με τα πόδια που στηρίζονται στον πυθμένα. Τέτοια σκάφη παρέχουν σταθερότητα σε δύσκολες καιρικές συνθήκες, αλλά είναι αργά και απαιτούν πλοία υποστήριξης για να τα ρυμουλκήσουν στην τοποθεσία. Τα Jack-up σκάφη λειτουργούν σε παρόμοια βάση εκτός από το ότι διαθέτουν συστήματα αυτοπροώθησης, αν και εξακολουθούν να περιορίζονται από το βάθος του νερού και τον ρόλο τους πολλαπλών χρήσεων.

Τα πλοία γερανών βασίζονται σε μεγάλους γερανούς με βάθρο που αρνούνται τη χρήση του πλοίου για οποιαδήποτε άλλη λειτουργία, όπως εξοπλισμό μεταφοράς, καθώς και περιορισμό της ταχύτητάς τους.

Ένα γερανό πλοίο στο λιμένα του Ρότερνταμ [Πηγή εικόνας:Frans Berkelaar, Flickr]

Πιο πρόσφατα, η κατασκευή υπεράκτιων αιολικών πάρκων περιελάμβανε τη χρήση ενός εξειδικευμένου σκάφους εγκατάστασης ανεμογεννητριών (WTIV), μιας εντελώς νέας κατηγορίας πλοίων που άρχισε να εμφανίζεται στον κλάδο τα τελευταία χρόνια, αντικαθιστώντας τα γερανά πλοία που δανείστηκαν από στον τομέα του πετρελαίου και του φυσικού αερίου. Αυτά τα δοχεία έχουν γενικά μια επίπεδη ορθογώνια γάστρα για να φιλοξενήσουν μια εκτεταμένη περιοχή φόρτωσης και ένα μεγάλο γερανό. Αυτό τείνει να αυξήσει την κατανάλωση καυσίμου και ηλεκτρικής ενέργειας, δεδομένης της μέγιστης ταχύτητας 10 έως 12 κόμβων από την ακτή έως το εργοτάξιο. Οι ηλεκτρικές έλικες πηδαλίου (προωθητήρες) ή οι έλικες Voith-Schneider χρησιμοποιούνται για τον έλεγχο της πρόωσης και της τοποθέτησης και το πλοίο πρέπει να παραμείνει σταθερό στη θέση του, ενώ 4-6 πόδια ανύψωσης αναπτύσσονται έτσι ώστε το πλοίο να στέκεται σταθερά στον πυθμένα. Οι μηχανικοί εγκατάστασης στεγάζονται σε μια πολυώροφη δομή στο τόξο με ένα ελικόπτερο προσγείωσης στην κορυφή.

Τα πρώτα δύο WTIVs που αναπτύχθηκαν στον τομέα ήταν Θαλάσσια ισχύς και Ψήφισμα MPI. Και οι δύο εξακολουθούν να λειτουργούν μετά από δέκα χρόνια. Θαλάσσια ισχύς είναι ένας μεταποιημένος μεταφορέας αλλά Ψήφισμα MPI κατασκευάστηκε ειδικά για τη δουλειά το 2003 και έτσι είναι το πρώτο πραγματικό WTIV. Από το 2003 έως το 2009, η βιομηχανία τείνει να χρησιμοποιεί πλοία ναυλωμένα από τον τομέα του πετρελαίου και του φυσικού αερίου, με εξειδικευμένη κατασκευή WTIV από τότε. Συνολικά, 25 WTIVs εισήλθαν σε υπηρεσία από το 2009 έως το 2014 με 7 πλοία διαθέσιμα το 2012. Ο τομέας WTIV έχει πλέον ξεκινήσει μια διαδικασία τροποποίησης, καθώς καθίσταται σαφές ότι οι απαιτήσεις τους αυξάνονται. Ο Fred Olsen θα λανσάρει τα αδελφή πλοία Τολμηρό στέρνο και Γενναία Τερν σε σύντομο χρονικό διάστημα. Αυτά τα δύο σκάφη έχουν ανυψωτικά πόδια που έχουν επεκταθεί κατά 14 μέτρα ενώ ο γερανός έχει επεκταθεί κατά 10 μέτρα. Έχουν κατασκευαστεί ειδικά για τον Γύρο 3 του υπεράκτιου αιολικού πάρκου του Ηνωμένου Βασιλείου.

Όταν τα WTIVs δεν είναι διαθέσιμα, οι προγραμματιστές συχνά παίζουν βαρέα γερανά (HLCV). Αρχικά κατασκευάστηκαν για άλλους σκοπούς, αλλά είναι κατάλληλα για την κατασκευή αιολικών πάρκων. Για παράδειγμα, το Σβένεν αρχικά χτίστηκε για να εγκαταστήσει μια μεγάλη γέφυρα. Μπορεί να ανυψώσει φορτίο 8.700 τόνων και η χρέωση ναύλωσης είναι αρκετά φθηνή καθώς σπάνια κάνει τίποτα άλλο αυτές τις μέρες. Θιάλφ έχει χωρητικότητα γερανού 12.000 τόνων και είναι ένα από τα μεγαλύτερα γερανά πλοία στον κόσμο. Ωστόσο, σπάνια αναπτύσσεται στον υπεράκτιο αιολικό τομέα επειδή είναι πολύ ακριβό ναύλωσης.

Ένα σκάφος γερανού σταθεροποιημένο στα πόδια είναι μια ελαφρύτερη έκδοση ενός jack-up και είναι πραγματικά κατάλληλο μόνο για την εγκατάσταση μικρότερων στροβίλων 2 MW σε ρηχά νερά. Γίνονται όλο και πιο σπάνια στον κλάδο καθώς τα αιολικά πάρκα απομακρύνονται από την ακτή.

Νέα σκάφη εισέρχονται στον τομέα που έχουν σχεδιαστεί ειδικά για να λειτουργούν σε δύσκολες θάλασσες, όπως ο Wind Server που αναπτύχθηκε από τη δανική υπεράκτια υπηρεσία παροχής DBB Jack-up Services. Αυτό θα μπορεί να λειτουργήσει σε ύψος κύματος 2,0-2,5 μέτρα, ενώ ο κανόνας για τα περισσότερα άλλα σκάφη είναι 1,5 μέτρα. Αυτό με τη σειρά του θα επιτρέψει στο πλοίο να λειτουργεί για περίπου 320 ημέρες το χρόνο σε αντίθεση με τις 200, με αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση του κόστους.

Σκάφη μεταφοράς πληρώματος

Τα σκάφη μεταφοράς πληρώματος (CTV) μπορούν να ταξιδέψουν με ταχύτητα 25 έως 30 κόμβων και χρησιμοποιούνται κυρίως για εργασίες και εργασίες συντήρησης. Στις πρώτες μέρες του κλάδου, πλοία όπως αλιευτικά σκάφη και πλοία έρευνας χρησιμοποιήθηκαν για τη μεταφορά τεχνικών σε υπεράκτιους αιολικούς χώρους, αλλά με την ανάπτυξη του τομέα, η αγορά μεταφοράς πληρώματος έχει εξελιχθεί σταθερά.

Ο ιστότοπος Alpha Ventus της Γερμανίας υποστηρίζεται από σκάφη την άνοιξη και το καλοκαίρι και ελικόπτερα το χειμώνα. Οι κανονισμοί που διέπουν την τοποθεσία αποτρέπουν την πραγματοποίηση ταξιδιών όταν το ύψος κύματος είναι μεγαλύτερο από 1,5 μέτρα, αλλά τα ελικόπτερα μπορούν να χρησιμοποιηθούν ακόμη και σε σχετικά υψηλούς ανέμους, αν και η χρήση τους μπορεί να περιοριστεί λόγω της κακής ορατότητας. Τα ελικόπτερα μπορούν συνήθως να μεταφέρουν τρεις τεχνικούς συν τον εξοπλισμό τους με τελική ταχύτητα 245 km / h, σε σύγκριση με περίπου 45 km / h για CTV. Εκτός από τη μεταφορά πληρώματος, τα ελικόπτερα χρησιμοποιούνται για επιχειρήσεις διάσωσης και ιατρική υποστήριξη. Στα γερμανικά ύδατα παίζουν επίσης ενεργό ρόλο στη φάση κατασκευής. Όταν κατασκευάστηκε το Meerwind, η Siemens Wind Power κατάφερε να μειώσει το χρόνο μεταφοράς κατά 80 τοις εκατό για τη μεταφορά τεχνικών, καθώς και να αποφύγει την ναυτία. Ελικόπτερα χρησιμοποιήθηκαν επίσης κατά τη φάση κατασκευής των Borkum Riffgrund και Nordsee Ost.

Τα σκάφη εργασίας είναι μια δοκιμασμένη μέθοδος για να αποκτήσετε πρόσβαση σε υπεράκτιους αιολικούς χώρους, ελικόπτερα λιγότερο. Τα σκάφη είναι σχετικά φθηνά και μπορούν να μεταφέρουν μεγάλο αριθμό τεχνικών, αλλά οι χρόνοι απόκρισης και η ικανότητά τους να αποκτούν πρόσβαση σε ιστότοπους περιορίζονται από τις καιρικές συνθήκες. Τα ελικόπτερα είναι ακριβά και μπορούν να μεταφέρουν μόνο μικρό αριθμό τεχνικών, αλλά μπορούν να ανταποκριθούν γρήγορα και η απόδοσή τους δεν επηρεάζεται από την κατάσταση της θάλασσας. Χρησιμοποιούνται εδώ και χρόνια στον τομέα του πετρελαίου και του φυσικού αερίου, αλλά είναι καινούριοι στον υπεράκτιο άνεμο. Για αυτόν τον λόγο, υπάρχει ένας βαθμός αβεβαιότητας σχετικά με την πιθανή χρησιμότητά τους στον τομέα. Οι δύο λειτουργίες μπορούν να είναι συμπληρωματικές, με τα σκάφη εργασίας να χρησιμοποιούνται για προγραμματισμένη προληπτική συντήρηση όταν δεν υπάρχουν κίνδυνοι για τους στροβίλους και τα ελικόπτερα για πιο επείγουσες καταστάσεις και σωστή συντήρηση στην οποία ο χρόνος απόκρισης είναι κρίσιμος για τη μείωση του χρόνου διακοπής του στροβίλου.

Πολλές εταιρείες λειτουργούν καταμαράν που έχουν πλεονεκτήματα ταχύτητας και βάρους σε σχέση με άλλους τύπους σκαφών. Τα περισσότερα καταμαράν είναι κατασκευασμένα από αλουμίνιο, καθώς αυτό είναι λιγότερο ακριβό από τα σύνθετα υλικά. Ωστόσο, τα σύνθετα είναι ελαφρύτερα και αυτό επιτρέπει στο σκάφος να μεταφέρει μεγαλύτερο ωφέλιμο φορτίο, γεγονός που με τη σειρά του μειώνει το λειτουργικό κόστος. Ένα από τα πιο πρόσφατα σχέδια στην αγορά είναι το EVOC22 (αποτελεσματικό ευέλικτο καταμαράν υπεράκτιου μήκους 22 μέτρων) που αναπτύχθηκε από την CTruk, με έδρα το Essex στη νοτιοανατολική Αγγλία. Το σκάφος διαθέτει δοκό 7,6 μέτρων, βύθισμα 1,25 μέτρων και ενσωματώνει ένα κινητό τιμόνι και ένα εύκαμπτο σύστημα λοβών καταστρώματος που επιτρέπει στο σκάφος να αλλάξει από τη μεταφορά έως και 12 τεχνικών στην παροχή 72 τετραγωνικών μέτρων χώρου καταστρώματος για εξοπλισμό. Το πλοίο τροφοδοτείται από δύο κινητήρες diesel turbocharged 800hp και μεταφέρει 24.000 λίτρα καυσίμου.

Τα μικρά σκάφη Twin Water Hull (SWATH) είναι καταμαράν με μειωμένη διατομή κύτους στην επιφάνεια της θάλασσας όπου η ενέργεια από τα κύματα είναι πιο ισχυρή. Αυτό δίνει στο σκάφος επιπλέον σταθερότητα, ειδικά σε υψηλές ταχύτητες. Ωστόσο, τα σκάφη SWATH είναι ακριβά και έχουν μεγαλύτερες απαιτήσεις συντήρησης.

Σκάφη διαμονής

Αυτά τα σκάφη είναι πιθανό να αναπτυχθούν όλο και περισσότερο καθώς τα αιολικά πάρκα γίνονται πιο περίπλοκα και μετακινούνται περισσότερο στη θάλασσα. Τα κρουαζιερόπλοια που έχουν μετατραπεί χρησιμοποιούνται παράλληλα με τα πλοία roll on / roll off. Αυτά τα σκάφη μπορούν συνήθως να φιλοξενήσουν έως 100 άτομα και μπορούν να περιλαμβάνουν αίθουσες συνεδριάσεων και συσκέψεων με μερικά από τα μεγαλύτερα πλοία να έχουν επίσης πισίνες επί του σκάφους και χώρους lounge στο πλοίο.

Η DONG Energy χρησιμοποιεί μια υπεράκτια πλατφόρμα διαμονής για το έργο Horns Rev 2 στη Δανία. Η πλατφόρμα μπορεί να φιλοξενήσει 24 άτομα και επιτρέπει την πρόσβαση στον μετασχηματιστή του αιολικού πάρκου μέσω ενός διαδρόμου. Η πλατφόρμα μετασχηματιστή στο Global Tech 1 διαθέτει καταλύματα για 34 υπαλλήλους λειτουργίας, καθώς και γερανό, ελικοδρόμιο και ανταλλακτικά εμπορευματοκιβωτίων.

Αρκετά έργα του Ηνωμένου Βασιλείου έχουν χρησιμοποιήσει μεταποιημένα πλοία ως πλωτά καταλύματα. Αυτά είναι αγκυροβολημένα κοντά στο αιολικό πάρκο, μειώνοντας έτσι το χρόνο μεταφοράς για ΔΕΤ και επίσης την κατανάλωση καυσίμου, αυξάνοντας παράλληλα την παραγωγικότητα.


Δες το βίντεο: Στο παρκο με τις ανεμογεννητριες (Δεκέμβριος 2022).