Mi a legnagyobb gond a tengeri szélenergia tekintetében? Ez nem a szél hiánya, hanem az, hogy képtelenség továbbítani a termelt elektromosságot. A közelmúltban egy több mint 20 -kilométeres tenger alatti kábelszakasz a Csiangszu tartomány Rudong Huangshayang területén fejezte be a feltöltést és a temetést. Ez technikai kérdésnek tűnhet, de valójában közvetlenül kapcsolódik Ázsiában az első rugalmas egyenáramú tengeralattjáró kábeles tengeri szélenergia-projekthez, amely átment egy másik kulcsfontosságú biztonsági ellenőrzési ponton.
Ne becsülje alá ezt a több mint 20 kilométert. Ha a tengeralattjáró kábel meghibásodik, a szélturbinák által termelt áram a tengerben ragadhat. A helyi projektbecslések szerint a napi veszteség elérheti a több millió jüant. Minél tovább tart, annál magasabb a költsége, és ki engedheti meg magának?
Maga a projekt nem kis teljesítmény, a Three Gorges H6, H10 és CGN H8 szélerőműveket fedi le, összesen 1,1 millió kilowatt beépített kapacitással és körülbelül 2,4 milliárd kilowatt{5}óra éves energiatermeléssel, ami 1 millió háztartás ellátására elegendő. Röviden, ez nem egy szokványos mérnöki vonal, hanem egy energiaátviteli csatorna, amely stabilan partra viszi a nagy-tengeri szélenergiát.
Szóval hol a probléma? A rendkívül zord tengerfenéki környezetben fekszik.
Rudong Huangshayang területe a Déli Sárga-tenger összetett árapály-csatornájában található. A vízáramlás nemcsak gyors, hanem kaotikus, gyors és folyamatosan erodáló. Egyes területeken a tengerfenék erodálódott, szabaddá téve az eredetileg alatta eltemetett tenger alatti kábeleket. Ha a tenger alatti kábelek hosszú ideig szabadon maradnak, hatással lesznek rájuk a horgonyok, a halászfelszerelések és a tengerfenék változásai? A kockázatok minden bizonnyal növekedni fognak, és az üzembiztonság sérül.
Ráadásul itt a munkakörülmények szinte a maximális nehézségi szinten vannak. Az építési területen a maximális áramlási sebesség eléri a 4-5 csomót, a történelmi maximális árapály-tartomány pedig 9,28 méter, ami az egyik legmagasabb az országban. A kábelek típusai is változatosak, beleértve a ±400 kV-os egyenáramú tengeralattjáró kábeleket, a 220 kV-os és a 35 kV-os AC kábeleket, amelyek legnagyobb átmérője 246 milliméter. És ami a legfontosabb, hogy a tengeralattjáró kábelek még az építkezés alatt üzemelnek. Hogyan lehet ezt megtenni feszültség alatt álló kábelekkel, erős árapály-áramlatokkal és összetett tengerfenékkel?
A Shanghai Yuanwei visszatöltési és temetési megoldást alkalmazott, a központi berendezés egy új típusú ROV vagy víz alatti robot volt. Nem mechanikusan ás, hogy megérintse a tengeralattjáró kábeleket, hanem nagy-nyomású vizet használ a tengerfenék pontos felborítására, lehetővé téve a kábelek természetes elsüllyedését. Ennek a megközelítésnek az előnye nagyon praktikus. Nem csak a tervezett betemetési mélységet éri el, hanem minimalizálja a külső burkolat mechanikai érintkezési sérülését is. Minél magasabb a feszültség és minél drágább a tengeralattjáró kábel, annál fontosabbá válik ez a „kevesebb érintkezés” megközelítés. Ellenkező esetben a javítás költsége magasabb lehet, mint az építési költség.
Az igazi kihívás abban rejlik, hogy ez nem olyan egyszerű, mint a víz permetezése. A konstrukció egyesíti a nagy pontosságú-víz alatti helymeghatározást, az autonóm működést és a távfelügyeleti rendszereket. Valós időben tudja beállítani a működési paramétereket-a különböző kábeltípusok és tengerviszonyok alapján. A tengerfenék nem sík, és a tenger alatti kábelek nem azonos specifikációjúak. Ha a paramétereket egységesen alkalmazzuk, akkor vagy nem lesz elegendő a betemetési mélység, vagy túl nagy a zavarás, ami mindkettő problémát okozhat. Ezzel a megközelítéssel bonyolult tengeri körülmények között is pontosan le lehet fektetni és betemetni az élő tengeralattjáró kábeleket, és ez a lépés jelentős értékű.
Miért érdemes erre a kérdésre odafigyelni? Mert a hazai tengeri szélenergia a "gyors telepítésről" a "stabil átvitelre" kerül át. Az elmúlt néhány évben sok projekt inkább a telepítés sebességére összpontosított. A szélturbinák felállítása és a tenger alatti kábelek lefektetése után a projektet nagyjából befejezettnek tekintették. Amikor azonban a projektek működni kezdtek, kiderült, hogy a tengerfenék karbantartása és üzemeltetése a hosszú távú-számlák. A szélturbinák lapátjaival ellentétben a tenger alatti kábelek nem láthatók. Amikor problémák jelentkeznek, azokat gyakran először riasztások észlelik, majd leálláshoz vezetnek. A vizsgálat és a javítás lassú és költséges.
A hasonló helyzetek nem csak Rudongra jellemzőek. A Guangdong közeli tengerében található néhány tengeri szélerőmű a múltban tengeralattjáró kábelek újra-temetését és megerősítését is végezte, ugyanezen okok miatt a tengerfenék domborzatának gyors változásai, valamint a tájfunok és árapály-áramok egymásra hatása által okozott jelentős erózió. Külföldön is vannak precedensek. Néhány tengeri kábelprojekt az Egyesült Királyság Északi-tengerén a működés után védőintézkedéseket alkalmaz, ugyanazzal az alapvető logikával: a tenger alatti kábelek lefektetése nem jelent nyugalmat. A későbbi karbantartásnak és felügyeletnek lépést kell tartania.
A tenger alatti kábelek kitettsége azonban nem minden tengeri területen fordul elő nagy léptékben. Egyes partközeli területeken, ahol stabilabb a tengerfenék és gyengébb az árapály-áramlat, a temetés utáni működési állapot sokkal stabilabb, és a jövőben csak rendszeres ellenőrzésekre van szükség. Ez is egy problémát jelez: nincs egyetlen-méretű-mindenkinek megfelelő-megoldás a tengeri szélerőművek üzemeltetésére és karbantartására. Ez továbbra is függ a tengerviszonyoktól, a tengerfenék állapotától, a kábeltípusoktól és az építési módoktól. A munkavégzés módja-a helyszínen fontosabb, mint a papíralapú tervek. Ennek a Rudong projektnek van egy másik jelentősége is. A rugalmas egyenáramú tengeralattjáró kábeles átvitel magas szintű{10}}megoldás a tengeri szélenergia átviteléhez. Alkalmas nagy-kapacitású és nagy távolságú{13}}energiaátvitelre, és hatékonyabban tudja továbbítani az energiát több szélerőműről a földre. Az előnyök nyilvánvalóak: nagy távolságokra és stabilan képes az energiát továbbítani, és nagy{15}}bázisfejlesztésre is alkalmas. A probléma azonban itt rejlik: minél fejlettebb a rendszer, annál magasabbak a biztonsági követelmények a tenger alatti kábelekkel szemben. Ha egy kulcsfontosságú csatorna meghibásodik, az nem csak egyetlen szélturbinát érint, hanem az egész szélerőművet. Ezért a több mint 20 -kilométer visszatöltés és temetés befejezése után a felszínen csak tengeralattjáró kábeljavításról volt szó. De ha mélyebbre nézünk, ez kitöltötte a nagyszabású tengeri szélenergia-projektek üzemeltetési és karbantartási képességei közötti űrt.
Korábban az emberek gyakran mondták, hogy a berendezések lokalizálása fontos. Most már világos, hogy a felszerelés önmagában nem elég. Az embernek rendelkeznie kell rendszerintegrációs képességekkel is, beleértve a teljes folyamat észlelésének, helymeghatározásának, megépítésének és távoli megfigyelésének képességét. Ez az igazi gyakorlati képesség. Az iparág számára egy ilyen eset értéke nem csak az, hogy „egyszer elkészül”. A hazai tengeri szélenergia a mélyebb vizek és a távolabbi tengerek felé halad, és a tengeri körülmények csak bonyolultabbak lesznek, nem pedig egyszerűbbek. Ha a jövőben több projekt is találkozik olyan problémákkal, mint a tengeralattjáró kábelek súrolása, expozíciója és újratemetése, ez a megoldás nem csak vészhelyzeti megoldás lesz, hanem megismételhető szabványos megközelítéssé is válhat. Végső soron a tengeri szélenergia verseny a teljes életcikluson keresztül. A szélturbinák telepítése csak a kezdet. A válasz gyakran a tenger felszíne alatt rejlik, hogy az energia stabilan továbbítható-e a partra, és megbízható marad-e tíz vagy nyolc év után is. Ennek a több mint 20-kilométernyi tengeralattjáró kábelnek Rudongban történő újratemetése nemcsak a közvetlen kockázatokat oldja meg, hanem példát is mutat a későbbi hasonló projektekhez. Aki jól teljesít ebben a „láthatatlan mérnöki munkában” a tenger alatt, nagyobb önbizalommal fog állni a nagyszabású tengeri szélenergia-projektek következő köréhez.
