РадиоЛоцман - Все об электронике

Турбины для оффшорных ветропарков: новые подходы к транспортной логистике. Часть 2

Журнал РАДИОЛОЦМАН, апрель 2012

Часть 1

Хотя существуют отдельные примеры «зеленых» судов, таких как портовый буксир с дизель-электрической силовой установкой ASD 3212 «Green Tug» голландской фирмы Damen Shipyards, все же, в большинстве случаев, для транспортировки турбин от заводов до мест установки используются обычные корабли. Примечательными исключениями являются специально построенные по заказу компании Vestas два судна Bladerunner, предназначенные для перевозки лопастей с расположенного на острове Уайт завода до порта в Саутгемптоне, а также судно E-Ship 1 компании Enercon, использующее энергию ветра для перевозки деталей турбин.

Турбины для оффшорных ветропарков: новые подходы к транспортной логистике
Революционное судно ASD 3212 Green Tug компании Damen на 30% сокращает выбросы CO2, SOX и NOX

На палубе E-Ship 1 установлены четыре 27-метровых ротора Флеттнера. Они раскручиваются под действием избыточной энергии, получаемой от выхлопных газов дизельных двигателей, внося свой вклад в движение корабля за счет эффекта Магнуса. Это та же самая сила, которая позволяет футбольным мячам или мячам для крикета двигаться по криволинейным траекториям. Такой дополнительный источник энергии сокращает потребление горючего на 40 процентов, а трансформируемый грузовой отсек корабля может вмещать намного больше компонентов ветряных турбин, чем трюмы обычных кораблей того же размера.

Турбины для оффшорных ветропарков: новые подходы к транспортной логистике
На палубе E-Ship 1 установлены четыре 27-метровых ротора Флеттнера

Отдельные проблемы создает на пристани перегрузка деталей турбин. Для очень тяжелых частей, например, гондол, элементов сборных мачт фермовых оснований компания Collett and Sons использует самоходные модульные транспортеры, на протяжении многих лет применяемые в нефтяной, газовой и нефтехимической промышленности.

«Перемещение лопастей длиной до 60 метров и гондол весом от 200 до 400 тонн – вполне реальная задача, если решать ее на участке между пристанью и зоной складирования», – говорит управляющий директор компании Collett and Sons Дэвид Коллет (David Collett).

Чтобы вывезти гондолы и роторы компании REpower в район монтажа на шельфовой ветроэлектростанции Alpha Ventus, нидерландская транспортная компания Wagenborg в прошлом году использовала самоходные модульные транспортеры в различных конфигурациях. Двадцатиосные транспортеры Scheuerle перевозили полностью собранные роторы диаметром 116 и 118 метров и весом около 150 тонн, тогда как для перемещения трехопорных оснований потребовались транспортеры с осевой схемой 22+8.

Турбины для оффшорных ветропарков: новые подходы к транспортной логистике
Двадцатиосные транспортеры Scheuerle перевозили полностью собранные роторы диаметром 116 и 118 метров и весом около 150 тонн

Поездка до места развертывания – следующий этап путешествия турбины. И здесь снова преследуется цель повышения эффективности и минимизации затрат.

Ожидается, что к 2020 году доля транспортных расходов в общем объеме капиталовложений сократится с 23 до 18 процентов, и инновационные логистические технологиибудут активно способствовать этому.

Устанавливать опоры башен ветрогенераторов на мягком морском дне намного дешевле не с помощью забивания свай, а путем откачки грунта. Именно этот метод положен в основу новой технологии компаний Mercon и ALE, названный EMI (Eco Metmast Installation). EMI предусматривает использование стандартных барж, оснащенных наклоняющейся фермой для установки однотрубных мачт или многоопорных оснований.

Турбины для оффшорных ветропарков: новые подходы к транспортной логистике
EMI предусматривает использование стандартных барж, оснащенных наклоняющейся фермой для установки однотрубных мачт или многоопорных оснований

Снижение затрат на установку турбин также подразумевает поиск наиболее эффективных технологий для каждого проекта. Например, собрать ли полностью ротор на суше или переправить лопасти и ступицу по отдельности и производить сборку на месте. Доставка роторов в сборе означает, что в море потребуется меньше погрузочных операций, которые, к тому же, можно будет выполнять при плохой погоде. В то же время, загрузка на пристани контейнера с лопастями займет меньше времени.

«Вам необходимо самое дешевое решение для каждого конкретного набора компонентов турбины и для конкретных погодных условий», – поясняет Роб Совен. – «Глубина моря, время года, расстояние до порта – каждый из этих факторов влияет на начальные условия, и всегда требуется гибкость, чтобы оптимизировать решение для конкретного места установки».

Еще один логистический вопрос заключается в том, стоит ли перевозить детали турбин на кораблях меньшего размера, найдя при этом лучшее применение специализированным дорогим судам для установки ветряков. Специализированные суда способны самостоятельно перевозить и устанавливать турбины и основания для них, но для пополнения запасов должны периодически возвращаться в порт приписки. С ростом доли проектов по установке шельфовых электростанций на значительном удалении от берега все большую популярность приобретает популярность концепция «моносудна».

«Доступный сегодня флот намного медленнее, чем недавно построенные суда нового поколения, требует наличия буксиров, и нет никакого смысла использовать его для доставки компонентов», – утверждает Кэти Фолкнер (Katie Faulkner), менеджер по продажам A2Sea, – «потому что такое судно как Sea Installer имеет бóльшую вместимость и способно двигаться своим ходом. Оно сможет вытеснить «посредников» в процессе установки ветряков, забирая части турбин непосредственно с завода, доставляя их прямо на место эксплуатации и производя установку».

Используемые сегодня для установки ветряков мобильные платформы изначально были сконструированы для нужд нефтегазодобывающей промышленности, а затем уже приспособлены под задачи ветроэнергетики. Новые суда-установщики намного больше и превосходят их во всех отношениях, даже в сравнении с кораблями первого поколения, такими как MPI Discovery.

«По сравнению с судами предыдущих поколений это настоящие звери», – говорит Макс Паттерсон (Max Paterson), координатор по продажам и маркетингу компании Seajacks, у которой в этом году появится собственное судно-установщик. «У существующих кораблей имеются держатели лопастей, нависающие над носом судна, но на Zaratan можно сложить их на корме».

Основания современных турбин могут весить свыше 700 тонн, гондолы – более 350 тонн, а вес башен превышает 260 тонн. Подъемные краны должны иметь соответствующую высоту и радиус действия, чтобы устанавливать все эти компоненты более чем в 100 метрах над уровнем моря. Грузоподъемность кранов варьируется от 300 – 600 до 800 – 1200 или более тонн.

Новые специализированные корабли-установщики имеют существенно увеличенную площадь палубы с гибкими возможностями адаптации под различные проекты и могут выполнять подъем и спуск грузов на бóльших глубинах. Оборудование динамического позиционирования DP2 теперь входит в их стандартную комплектацию, они передвигаются быстрее и позволяют принимать на борт больше рабочих при более высоком уровне комфорта.

«При строительстве ветряной фермы Thornton Bank мы привозили по одной турбине за рейс», – рассказывает Ричард Хаттон (Richard Hatton), глава отдела продаж REpower. «В этом году мы брали на борт по два комплекта. Новые корабли смогут за один рейс устанавливать уже шесть или семь турбин».

RWE считает эту сферу настолько важной для себя, что построила собственные суда и основала специальную компанию для руководства всеми аспектами оффшорной логистики. Два ее корабля класса SeaBreeze сейчас работают на ветряных фермах Nordsee Ost и Gwynt y Môr. Вопреки высказывавшимся всего два-три года назад опасениям, что отрасль столкнется с дефицитом, сегодня на рынке представлено огромное количество специализированных судов-установщиков.

«С момента, когда мы дали ход нашим проектам, множество компаний стали строить подобные корабли. Все они отличаются друг от друга, и через несколько лет мы увидим, какой из них самый лучший», – говорит пресс-секретарь RWE Innogy.

Примером судна нового поколения может служить Pacific Orca компании Swire Blue Ocean. На его борту установлен 1200-тонный кран, крейсерская скорость равна 13 узлов, численность экипажа составляет 111 человек. При площади палубы 4000 м2 и грузоподъемности 8400 тонн корабль может выполнять работы на море с глубиной до 75 метров.

Турбины для оффшорных ветропарков: новые подходы к транспортной логистике
Примером судна нового поколения может служить Pacific Orca компании Swire Blue Ocean

В ближайшее время будут спущены на воду два судна компании Fred Olsen Windcarrier с именами Brave Tern и Bold Tern. «Они созданы для монтажа турбин мощностью 10 МВт со ступицами ротора весом 470 тонн», – сообщил коммерческий директор Карл Эрик Гаррик (Carl Erik Gurrik).

Начинает работу на ветряной ферме Thornton Bank судно Neptune фирмы GeoSea, в то время как Seafox 5 (компания Workfox), Adventure и Discovery (MPI), несколько кораблей фирмы Van Oord и Innovation (HGO InfraSea Solutions) вступят в строй в течение года. Последний в этом перечне корабль пока что является самым большим. Грузоподъемность крана – 1500 т, а само судно способно взять на борт 8000 т.

Турбины для оффшорных ветропарков: новые подходы к транспортной логистике
В ближайшее время будут спущены на воду два судна компании Fred Olsen Windcarrier с именами Brave Tern и Bold Tern

Новое препятствие на пути шельфовой ветроэнергетики – большая глубина моря. Выход за пределы глубины 45 м делает бесполезными практически все существующие суда для монтажа ветрогенераторов. Вероятнее всего, проблема будет решаться созданием плавучих кранов-установщиков.

Технологической задачей, требующей первоочередного решения, здесь является динамическая стабилизация, снижающая влияние бортовой качки и, соответственно, динамическую нагрузку на кран, что позволяет поднимать грузы большего веса. Над решением это проблемы активно работают многие производители, например, компания Liebherr, уже установившая системы компенсации на многих морских кранах.

Проектировщики продолжают работать над расширением возможностей кораблей. Например, на OWTIS (offshore wind turbine installation ship – судно-установщик оффшорных ветряных турбин) компании W3G Marine Ltd предполагается установка 1500 тонного крана. Двухкорпусное судно фирмы Gaoh сможет перевозить две собранные турбины или основания для них, удерживаемые высоким портальным краном. Применение систем динамического позиционирования и компенсации для спускоподъемных устройств позволило бы эксплуатировать такое судно в течение 80 процентов рабочего сезона в Северном море.

Турбины для оффшорных ветропарков: новые подходы к транспортной логистике
На судно компании W3G Marine Ltd предполагается установка 1500 тонного крана

Турбины для оффшорных ветропарков: новые подходы к транспортной логистике
Двухкорпусное судно фирмы Gaoh сможет перевозить две собранные турбины или основания для них

Развитие шельфовой ветроэнергетики часто сравнивают с первыми шагами в разведке нефтяных месторождений Северного моря. И в данном случае такое сравнение вполне справедливо. Производители, проектировщики и все участники цепочки поставок работают не жалея сил, чтобы, используя последние достижения логистики, получить доступ к богатым ресурсам энергии ветра на европейском побережье, причем безопасно, быстро и с наименьшими затратами.

Перевод: Mikhail R по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Offshore Wind Turbines Transporters Rise to the Challenge. Part 2

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя