Upload
denis-pavlic
View
42
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1.UVOD
Stvaranjem razlike temperatura u slojevima zraka nastaje promjena tlaka koji se
pretvara u kinetički oblik energije vjetra. Koristeći energiju vjetra može se dobiti električna
energija, tako što se kinetička energija vjetra pomoću vjetroturbine pretvara u zakretni
moment vratila, a vratilo preko električnog generatora proizvodi električnu energiju.
Razvojem industrije i povećanjem potreba za dodatnom elektičnom energijom,
razvijaju se i vjetroelektrane. U samom početku imali smo samo kopnene vjetroelektrane koje
su iskorištavale potencijal vjetra, daljnim razvojem počinje se koristiti i potencijal vjetra na
moru pomoću pučinskih off-shore vjetroelektrana. Ovi sustavi su skuplji u odnosu na
kopnene, ali gledajuči u budućnost ulaganje će se isplatiti jer je vjetropotencijal na moru veći
nego na samom kopnu. Na moru vjetar puše ravnomjernije, nema turbulencija i potrebe
izgradnje visokih stupova. Tako gledajući sa tehničke strane osnovni razlog prelaska sa
kopnenih na pučinske vjetroelektrane je veći stupanj iskorištenja. Tijekom proteklih dvadeset
godina stvarana je velika baza podataka o brzinama vjetra na moru. Tako npr. za Atantski
ocean dobiveni su podaci o relativno konstatnim brzinama vjetra od 10 do 11 m/s. Na moru
stupanj iskoristivosti prelazi i 40 %.
Suočavanjem sa problemima dubine mora i temeljenju vjetroturbina na dubinama
većim od 25 metara, počinje razvoj i upotreba plutajućih pučinskih platformi različitih
konstrukcija. Najčešće riješenje na tržištu je tronožna platforma, a ona služi kao nosač
vjetroturbina raspona snage od 3,6 do 10 MW, promjera lopatica do 150 metara i visine
središta turbine do 90 metara. Kod ovakvih platformi statička stavilnost osigurava se
primjenom zatvorenog sustava balasta u nogama, a dinamička osigurana je pločama koje su
pričvršćene na svaku nogu platforme. Ovakve se platforme usidravaju na mjestu pomoću
lanaca i polieserskih užadi.
Plutajuće vjetroelektrane i njihove inovativne konstrukcije omogućavaju iskorištenje
potencijala vjetra na moru daleko od obale. Njihova najveća prednost je ta što se grade na
obali odnosno u brodogradilištu, na konstrukciju se odmah pričvršćuju vjetroturbine. Nakon
toga slijedi ispitivanje te se po završetku odvlače sa tegljačima na zadanu lokaciju. Tako su
znatno smanjeni troškovi.
(raspodjela polozaja off shore u europi)
OFF SHORE VJETROELEKTRANE U EUROPI
Trenutno se u zemljama EU nalazi oko 50 off shore vjetroparkova. Zajedničkog kapaciteta 4
GW, mnogi od tih sustava imaju mali kapacitet u odnosu na svoju stvarnu mogućnost jer su u
testnoj fazi. Postoji još sličnih prijekata koji su u fazi gradnje, drugih 70 prijekata je tek
dobilo dozvolu, a za još njih 100 se čeka dozvola. Imamo još 140 projekata koji su
predstavljeni, ali trebaju jos dobiti potrebne dozvole. Svih 320 projekata imaju ukupni
kapacitet od 150 GW. S obzirom da su off shore vjetroenergetski sustavi skuplji od
uobičajenih varijanti proizvodnje struje, kao npr. ugljenom ili nuklearnom energijom potrebni
su državnih poticaji da bi došlo izgradnje samih. Trenutno se svi ti problemi reguliraju na
razini svake države pojedinačno. Postoje države koje nemaju potrebu za off shore
vjetroelektranama kao npr. Norveška koja svoju potrebu za energijom pokriva
hidroenergetskim sustavima.
(raspodjela polozaja off shore u europi)
U EU 60 % planiranih off shore elektrana biti će postavljeno u državama koje izdvajaju i
najveća sredstva u tu svrhu. EU je 2007 godine došla do zaključka da se 20 % od ukupne
potrebe električne energije do 2020 godine mora dobivati iz obnovljivih izvora energije, taj
proces je još ubrzan katastrofom koja se dogodila u Fukushima. Najveći potencijal
obnovljivih izvora energije imaju upravo off shore vjertoelektrane. EU je postavila cilj da se
do 2020 godine kapacitet off shore vjetroelektrana podigne na 37 GW. European Wind
Energy Association (EWEA) ( Europsko vjetroenergetsko udruženje) smatra da bi se do 2020
godine kapaciteti mogli povećati na 40 GW, a do 2030 godine na 150 GW. Države kao
Danska i Velika Britanija imaju najviše energetskih parkova. Dok postoje države kao
Norveška koje imaju veliki potencijal za off shore vjetroelektrane ali ga ne namjeravaju
iskoristiti u skoroj budućnosti iz razloga već zadovoljavajuće potrebe za električnom
energijom.
Znanstvenici tehničkog univerziteta Freiberg predstavili su princip sa kojim se
vjetroenergetski sustavi mogu postaviti na otvorenom moru daleko udaljeni od kopna, bez da
dođe do njihovog oštećenja tijekom vremenskih nepogoda. Off shore vjetroenergetski sustavi,
s današnjim metodama mogu se postaviti na dubinama do 50 metara, zbog toga je ograničen
broj mjesta njihovog pozicioniranja. Važno je napomenuti da je potencijal vjetra na
otvorenom moru mnogo veći nego na kopnu ili u blizni kopna, u pravilu vrijedi što je dubina
mora veća veće su brzine nastrujavanja vjetra iznad njega. Upravo zbog toga razloga
znasntvenici i tvrtke rade na novim tehnikama plutajućih vjetroenergetskih sustava.
Znanstvenici tehničkog univerziteta Freiberg razvili su koncept off shore sustava koji se može
instalirati i na dubinama do 800 metara. Za razliku od današnjeg načina sidrenja off shore
vjetroelektrana novi sustav nije usidren nego pluta na povšini mora. Zajedno sa drugim
institutima znanstvenici su napravili plutajuću platformu na TLP principu (Tension-leg
Platform). A princip je sljedeći vertikalni i dijagonalni elementi kod ovog sustava povezuju
plutajuće elemente tj. patformu (na kojoj je postavljena vjetroturbina), u poziciji. Od
plutajući uzgonskih elemenata (koji platfornu drže iznad vode) položena su užad vertikalno
do dna mora gdje se usidre. Od tih sidrilišta na dnu mora vode druga užad dijagonalno ka
plutajućem tijelu te se za njega pričvršćuju, na taj način cijela platforma se djelomično povlači
ka dnu te zbog toga postaje stabilna na površini mora. TLP princip pretvara off shore temelje
u jedan kruti sustav na taj način off shore sustavi na moru se ponašaju kao sustavi na kopnu,
ostaju stabilni te im vjetar i vlalovi ne ugrožavaju rad. Zbog ovoga sustava moguće je njihovo
postavljanje i na velike dubine mora. Prvi pokusi izvršeni sa sustavom u ekstreminim
uvjetima pokazali su se uspješnim te na sustavu nije bilo nikakvih oštećenja. Zbog toga će se
2013 godine postaviti pilotni uređaj TLP konstrukcije u svrhu dodatnog testiranja.
Nedavno je Švedska tvrtka Hexicon predstavila svoj koncept na plutajućoj platformi od cca.
500 metara promjera (koja je usidrena na dnu mora) nalazi se 6 velikih vjetroturbina kao i 30
malih vjetroturbina. Ispod razine mora sustav vjetroturbina potpomognut je s sustavom koji
generira struju iz kinetičke energije valova. Na ovaj način dobiven je umjetni otok koji daje i
do 69 MW čiste električne energije prikazan na slici 1 prema [http://www.cleanenergy-
project.de/erneuerbare-energien/windenergie/item/5006-schwimmende-windkraftanlagen]
2.RAZVOJ OFF-SHORE VJETROELEKTRANA