توربینهای بادی نصب شده در دریا

از ابتدای دهه 1990 بسیاری از کشورهای اروپایی به نصب توربینهای بادی در دریاهای مجاور خود پرداختند. امروزه این تکنولوژی در زمینه تولید برق یک تکنولوژی تثبیت شده است. روشهای نصب توربینهای بادی در دریا را می توانید در عکس زیر بببینید.

نیرگاه بادی فلات قاره ساحل بوربو

دکتر رابرت پلتیر

منبع:ماهنامه پاورمگزین-دسامبر2007

http://powermag.com/issues/cover_stories/227.html

کشور دانمارک با ظرفیت تولید 380 مگاوات برق از جریانهای بادی فلات قاره از این نظر دارای مقام اول در کشورهای ساحلی جهان می باشد. پس نباید از اینکه یک شرکت دانمارکی به صورتی اساسی خود را درگیر تولید برق از این بادها بکند تعجب کنیم. شرکت "دونگ انرژی" علاوه بر ساخت یک نیروگاه بادی به ظرفیت 166 مگاوات در آبهای فلات قاره دانمارک ،با 72 توربین بادی، در حال اجرای یک پروژه در سواحل بریتانیا نیز می باشد. این پروژه که در ساحل بوربو ، نزدیک خلیج لیورپول، اجرا می شود در 21 جولای 2007 به بهره برداری رسید و از 18 اکتبر همان سال رسما به شبکه برق سراسری بریتانیا پیوست.

دونگ انرژی در نیروگاه بادی فلات قاره بریتانیا برای اولین بار در جهان از توربینهای بادی جدید شرکت زمینس به قدرت 3.6 مگاوات استفاده کرد.

البته تجربه این شرکت و کامیابیهایش در زمینه ساخت نیروگاه های فلات قاره ای ،همانگونه که تجربیات آمریکایی ها نشان می دهد، هنوز چیزی را ثابت نمی کنند.

آن سوی اقیانوس

آمریکا می توانست پیشتاز ساخت نیروگاه های بادی فلات قاره در جهان باشد اما امروزه این کشور در این بازار نوظهور حرفی برای گفتن ندارد. اخیرا دانشگاه "دلاویر" تحقیقاتی را درباره امکان تولید برق از بادهای ساحلی آمریکا در شرق این کشور به انجام رسانده است. بر طبق این تحقیق ظرفیت 330 گیگاواتی بادهای فلات قاره ای آمریکا می تواند برق تمامی نه ایالت شرقی این کشور را تأمین کند و حتی مقداری نیز مازاد  تولید داشته باشد.

چند پروژه در ساحل شرقی و خلیج مکزیک آغاز به کار کرده اند اما تجربیات گذشته نزدیک به ما نشان می دهند که برای ایجاد یک نیروگاه فلات قاره به چیزهایی به مراتب بیش از یک مکان مناسب مورد نیاز است. موانع سیاسی و رگولاتوری در برابر پروژه "نانتوکت سوند" در ماساچوست سنگ اندازی می کنند. مصلحتهای کوته بینانه ای ،که توسط سناتور تدکندی رهبری می شوند، سبب شده اند که این پروژه 420 مگاواتی تا کنون با تأخیر مواجه شود. کمی پایین تر، پروژه نیروگاه بادی فلات قاره در ساحل "لانگ ایسلند" در ماه آگوست لغو شد چراکه هزینه این نیروگاه 140 مگاواتی دوبرابر میزان اعلام شده در سال 2005 برآورد شده بود.

بریتانیا ظرفیت بادی فلات قاره ای عظیمی دارد. تخمین زده می شود که این توان 3 برابر تقاضای فعلی برق این جزیره می باشد. تفاوت این کشور با ایالات متحده در این است که بریتانیا عزم خود را در این حوزه جزم کرده و افکار عمومی نیز از تأمین 15 درصد برق این کشور توسط "منابع انرژی تجدیدپذیر" حمایت می کنند. اتحادیه اروپا در حال ملزم کردن این کشور برای تولید 20 درصد از برق مورد نیاز توسط منابع انرژی تجدیدپذیر تا سال 2020 می باشد. این امر خارج از استانداردهای جدید پذیرفته شده توسط تعدادی از ایالاتهای آمریکا در این حوزه نیست. کشورهای اروپایی ، و به ویژه بریتانیا، ساخت نیروگاه های بادی خود را ادامه می دهند تا با الزامهایشان روبرو شوند و این طرحها بسیاری از شرکتهای پیشگام در تکنولوژی و سرمایه گذاران را به خود جلب کرده اند.

بریتانیا با چند موفقیت کوچک در زمینه نیروگاه های بادی فلات قاره کار خود را در این حوزه آغازکرد. این نیروگاه ها دارای 30 دستگاه توربین بادی بودند. اندکی بعد شرکتهای فعال در این حوزه فشار آوردند تا محدودیت تعداد توربینها برداشته شود و مشتاقانه پیشبینی می کردند که از توربینهای جدید و بزرگتری در پروژه های آتی استفاده خواهدشد. سواحل این کشور ، تا حد 12 مایل، در اختیار ملکه هستند و توسط دفتر وی اجاره داده می شوند. یک شرکت برای بهره برداری از این گنج بی پایان پس از برنده شدن در مناقصه باید به دنبال کسب مجوزهای لازم از دولت بریتانیا باشد. پس از آن ستیزه با مردم محلی ،جایی که باید کابلها وارد ساحل شده و به شبکه سراسری متصل شوند، ادامه پیداخواهد کرد.

دومین اجازه نامه سلطنتی بدون محدودیت اندازه می باشد. دولت لندن به نیروگاه بادی فلات قاره لندن ، که اکنون بزرگترین نیروگاه بادی فلات قاره جهان است، در باغ سبز نشان داده است. این نیروگاه 90 مایل مربعی در ساحل جنوب شرقی بریتانیا واقع شده و توسط کنسرسیومی از شرکتهای "شل"، "ئی.اون" و دونگ انرژی اداره می شود. برنامه کنسرسیوم این است که با نصب 340 دستگاه توربین بادی ظرفیت این نیروگاه را تا 1گیگاوات افزایش دهند. این میزان برای تغذیه یک چهارم برق شهر لندن کفایت می کند. قرار است تا این پروژه در سال 2011 و قبل از آغاز المپیک لندن کامل شود.

سرمایه گذاری بر روی توربینهای جدید

نیروگاه فلات قاره ای بوربو اولین نیرگاه بادی است که از نسل جدیدی توربینهای بادی شرکت زیمنس استفاده می کند. زمینس ساخت و نصب 25 توربین را خود برعهده گرفته است. دریانوردان بومی این منطقه را به دلیل بادهای قوی و عمق کم خطرناک می دانند؛ خصوصیاتی که این ناحیه را برای تأسیس یک نیروگاه بادی به صورت آرمانی درآورده اند.

پیشگویی درباره برق بادی

برقی که توسط یک توربین بادی تولید می شود تابعی است از سرعت باد (به جدول زیر نگاه کنید). توربینهای زیمنس "اس.دبلیو.تی-3.6-107" ،که در ساحل بوربو نصب شده اند، هنگامی که باد به سرعت 9 مایل در ساعت برسد تولید خود را شروع می کنند و می توانند تا بادی با سرعت 31 مایل بر ساعت را تحمل کنند. پس از رسیدن باد به این سرعت کنترلرهای توربین به آهستگی زاویه گام پره های توربین را تغییر می دهند تا از افزایش بار مکانیکی بر روی پره ها جلوگیری شود. در سرعت 56 مایل در ساعت توربین به دلیل ایمنی بیشتر توربین بادی شات دان خواهدشد.

سرعت متوسط باد در ساحل بوربو در حدود 30 مایل در ساعت است و انتظار می رود که این نیروگاه به طور متوسط سالیانه 315 میلیون کیلووات برق تولید کند.

هر توربین بادی نصب شده در فلات قاره شامل یک توربین 3 پره، یک آشیانه، یک پایه 210 فوتی و فونداسیون آن می باشد. قطر پره های توربینهای زیمنس به 350 فوت می رسد. مجموعه پره ها مستقیما به جبعه دنده و ژنراتور وصل می شوند. پایه بر روی فونداسیونی به قطر 16 فوت و بلندی  170 فوت نصب شده است. 80 فوت از این فونداسیون در زیر بستر دریا قراردارد. فاصله توربینها از یکدیگر بین 1750 تا 2400 فوت می باشد.

طول هر پره توربینهای جدید زیمنس 170 فوت بوده و در دریا به مجموعه گردان توربین نصب می شوند.

نیروگاه کوچک: آشیانه توربین مجموعه جعبه دنده، ژنراتور و ابزارهای کنترلی را در خود جای داده است و در ساحل مونتاژ می شود. پس از مونتاژ مجموعه آشیانه توسط جرثقیل در بالای پایه نصب می شود.

زیمنس یک بخش 11 آکری از ساحل شمال ولز در نزدیکی شهر "موستاین" را اجاره کرده است. این مکان برای مونتاژ نهایی قطعات توربین درنظر گرفته شده است. کشتی باری "می سی سی پی" محموله خود را در دانمارک بار زده و پس از عبور از شمال اسکاتلند آن را در موستاین تخلیه می کند. می سی سی پی می تواند در هر سفر قطعات 6 دستگاه  توربین را در خود جای دهد. قطعات سنگین در انبارهای کشتی و قطعات سبکتر بر روی عرشه جای می گیرند.

پس از تخلیه بار کشتی در موستاین، قطعات پایه و سیستمهای داخلی و الکتریکی نصب و آزمایش می شوند. پایه ها، آشیانه ها و دیگر قطعات توسط بارجهای مخصوص به داخل دریا و محل نصب برده  می شوند. هر توربین برای نصب به 5 جرثقیل سنگین نیاز دارد و نصب آن نصف روز به طول می انجامد. بعضی از این جرثقیلها توان حمل 185 تن بار را دارند. نصب تمامی 25 توربین تنها 43 روز کاری برای شرکت زیمنس زمان برده است.

جرثقیلهای مخصوص شناور وظیفه دارند تا قطعات توربین را بلند کرده و درجای خود نصب کنند. آشیانه آخرین توربین نصب شده است و جرثقیل در حال نصب پره های آن می باشد.

کابلهای برق هر توربین از زیر بستر دریا عبور کرده و پس از رسیدن به ساحل 3 مایل دیگر را در زیر خاک طی می کنند تا به پست برق "والاسی" وارد شوند. در این پست، برق 33 کیلوولت خروجی توربینها به برق 132 کیلوولت تبدیل شده و به شبکه برق سراسری بریتانیا تحویل داده می شود. یک کابل زیرآبی حفاظت شده به طول 24 مایل ،به همراه فیبرنوری، برای نظارت و کنترل توربینها بکارگرفته شده است. این کابل توسط شرکت "ای.بی.بی" سوئد ساخته شده است.

تأسیسات مورد نیاز برای کنترل این نیروگاه فلات قاره در ساحل بندر لیورپول ساخته شده اند. خدمه تعمیرات و نگهداری توربینها در این تأسیسات قرار دارند و در هنگام لزوم می توانند با قایق به محل توربینها حمل شوند. طول عمر هر توربین 20 سال و ساعت کار سالانه هر یک 6000 ساعت در نظرگرفته شده است.

بازهم نیروگاه های فلات قاره ای بیشتر...

"آندرسن نائون" ، مدیر قسمت توربینهای بادی زیمنس، می گوید که بادهای فلات قاره کلید آینده بازار زیمنس هستند.

در سال 1991 این شرکت اولین نیروگاه فلات قاره جهان را در دانمارک راه اندازی کرد. این شرکت در سال 2003 با دونگ انرژی یک گروه مشترک برای ساخت نیروگاه دیگری در دریای شمال ، سواحل "نیستد"، تشکیل داد. یکسال بعد ،2008، این شرکت کار بر روی بزرگترین نیروگاه بادی فلات قاره جهان در بریتانیا را آغاز خواهد کرد. این نیروگاه توسط شرکت بریتانیایی "گاز پرنت" اداره خواهد شد و با استفاده از 54 توربین 3.6 مگاواتی تولیدی برابر با 180مگاوات خواهد داشت. در ضمن زیمنس مسئولیت تعمیر و نگهداری این پروژه را در 5 سال اول بهره برداری برعهده خواهد داشت. هزینه تمام شده این پروژه بالغ بر 600 میلیون دلار تخمین زده می شود. این پروژه عنوان "بزرگترین نیروگاه بادی فلات قاره جهان" را از نیروگاه "نیستد" دانمارک خواهد ربود.

مترجم:رضاکیانی موحد