Tento týden byl v Německu oficiálně zprovozněn aktuálně největší mořský větrný park na světě BARD Offshore 1 o výkonu 400 MW.
Z pohledu Jihočecha znajícího vodní živel především v rozměru a klimatických podmínkách rybníka Bezdrev se rozhodně jedná o velmi zajímavé technické dílo, které stojí za čas věnovaný vyhledávání podrobnějších informací. Pro technicky orientované čtenáře zajímající se o elektroenergetiku níže prezentuji základní technické údaje.
Pro ekonomicky zaměřené čtenáře již v úvodu konstatuji, že ekonomické aspekty projektu nejsou předmětem tohoto článku. Nicméně v informačním servisu německých médií k zprovoznění parku bylo možno zaznamenat stručné sdělení agentury dpa o vzrůstu investičních nákladů výrazně nad 2 miliardy eur s navazující poznámkou o významném překročení původně plánovaných nákladů (v podkladech z období plánování projektu byla uváděna suma 1,5 miliardy eur). Takže z tohoto pohledu se nejedná o žádnou výjimku mezi velkými energetickými či průmyslovými projekty. Nyní se však vraťme zpět k technice.
Park BARD Offshore 1 sestává z 80 větrných turbín o výkonu 5 MW, tj. celkový elektrický výkon výrobny činí 400 MW. Výstavba parku byla povolena Spolkovým úřadem pro námořní dopravu a hydrografii již v dubnu 2007 a první jednotky začaly dodávat elektřinu v prosinci 2010. Park je lokalizován v Severním moři, v tzv. výlučné ekonomické zóně NSR, definované v souladu s mezinárodním právem pásmem 200 námořních mil (cca 370 km). Konkrétně se nachází přibližně 100 km severozápadně od ostrova Borkum. Rozkládá se na ploše 59 km2, hloubka moře v lokalitě se pohybuje okolo 40 metrů. Předpokládaná roční výroba je vyčíslena na 1,6 miliardy kWh (1,6 TWh), což by odpovídalo opravdu vynikajícímu koeficientu ročního využití instalovaného výkonu 46%.
Větrné elektrárny BARD 5.0 v parku BARD Offshore 1
Pro představu čtenářů o grandiózním měřítku: rotorová hlava se nachází ve výšce 90 metrů nad hladinou moře, průměr rotoru činí 122 m, délka listu rotoru 60 m, váha 28 tun, výška nosné konstrukce nad hladinou moře 21 m, délka tubusu 63 m, průměr tubusu v dolní/horní části 6,5/5,5 m. Další údaje jsou uvedeny ve fotogalerii jednotlivých konstrukčních dílů na konci článku.
Data/foto: BARD-Gruppe
Projekt BARD Offshore 1 souhrnně představuje 120 000 tun oceli, které bylo nutno smontovat na lokalitě, a to mnohdy v drsných klimatických podmínkách Severního moře. Výstavba finišovala v letošním roce, když od ledna do konce července bylo instalováno 40 větrných turbín, což si vyžadovalo nasazení až 4 montážních lodí, 12 specializovaných pomocných plavidel, hotelové lodi Regina Baltica a průběžnou přítomnost až 400 pracovníků na „staveništi“.
Montážní loď Wind Lift 1 v přístavu Emden
Vybrané parametry: délka 115m, šířka 45 m, ponor 3,9 m, hrubá tonáž 7 962 GT, čistá tonáž 2 388 NT (data BARD-Gruppe)
Foto: Wikipedia (DE)
Čtenáře s povědomím o elektrotechnice bude zřejmě zajímat technické řešení elektráren a vyvedení výkonu 400 MW z mořského větrného parku. Podle veřejně dostupných informací jsou výrobní jednotky osazeny asynchronními generátory s napájeným rotorem (double fed induction generator). Jednotky v počtu až 8 kusů jsou zapojeny do sekcí (cluster). Z jednotlivých sekcí je vedeno trofjázové střídavé napětí 33 kV AC podmořským kabelem na transformátorovou plošinu „BARD 1“. Transformátorová plošina slouží jako přívodní bod jednotlivých sekcí a k transformaci na napětí 155 kV AC.
Transformátorová plošina BARD 1
Vybrané parametry: rozměry: 42 x 42 x 15 m, hmotnost 3 400 t, výrobce: loděnice Klaipeda (Litva), elektrická část Siemens AG
Data/foto: BARD-Gruppe
Z transformátorové plošiny „BARD 1“ je vedeno trofjázové střídavé napětí 155 kV AC podmořským kabelem na plošinu elektrických měničů „BorWin alpha“ vzdálenou přibližně 1,5 km. Zde je napětí usměrněno a vyvedeno na hladině 150 kV DC vysokonapěťovým podmořským kabelem BorWin1 (ABB) do rozvodny Diele síťového operátora Tennet. Celková délka přenosové trasy činí 200 kilometrů, přičemž 125 km je vedeno podmořským kabelem a 75 km na pobřeží podzemním kabelem. Koncovým prvkem systému vyvedení výkonu elektrárny BARD Offshore 1 je měnírna 150 kV DC – 380 kV AC v rozvodně Diele, která je připojovacím bodem do německé přenosové soustavy 380 kV AC.
Plošina elektrických měničů BorWin alpha
Vybrané parametry: délka 52 m, šířka 35 m, výška 21 m, hmotnost plošiny 3200 tun, hmotnost nosné konstrukce 1800 tun
Výrobce plošiny: loděnice Vlissingen (Holandsko), elektrická část (ABB)
Foto: Tennet
Výše prezentované koncepční technické řešení vyvedení výkonu z větrných parků v Severním moři s dálkovým přenosem kabely HVDC představuje momentální technicko-ekonomické optimum a bude aplikováno i pro další aktuálně budované popř. plánované větrné parky v Severním moři.
Základní technická koncepce vyvedení výkonu z německých mořských větrných parků v Severním moři
Zdroj: Wikipedia (DE)
V souladu s politikou rozvoje výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů energie plánuje Německo další rozsáhlou výstavbu mořských parků v pobřežních vodách, jejichž výkon by se měl v následujících desetiletích rychle zvyšovat. Aktuální koncepce Spolkové vlády předpokládá navýšení instalovaného výkonu až na 25 000 MW do roku 2030. Pro bližší představu: v roce 2012 překročil výkon pevninských (onshore) parků 31 000 MW a výkon mořských (offshore) parků dosáhl 280 MW. Aktuálně je v Severním moři budováno 7 parků o celkovém výkonu 1860 MW.
Mořské větrné parky s uděleným povolením výstavby a připojovacími body v Dolním Sasku. Souhrnně představují 1073 větrných turbín o celkovém výkonu cca 6000 MW, které jsou soustředěny do níže uvedených 17 parků:
1 alpha ventus
2 Borkum Riffgrund
3 Borkum Riffgrund West
4 Delta Nordsee I
5 Global Tech I
6 Hochsee Windpark Nordsee
7 Godewind I
8 Bard Offshore I
9 Hochsee Windpark He Dreiht
10 Borkum Riffgat
11 Borkum West II
12 Nordergründe
13 Godewind II
14 Veja Mate
15 Delta Nordsee II
16 MEG Offshore I
17 Deutsche Bucht
Zdroj: www.erneuerbare-energien-niedersachsen.de
Pro zájemce z řad čtenářů přikládám fotogalerii k projektu BARD Offshore 1, kterou jsem sestavil z dostupných internetových zdrojů.
Fotogalerie k článku
Letecký pohled na větrný park BARD Offshore 1, uprostřed transformátorová plošina BARD 1, vpravo plošina měničů BorWin alpha
Foto: BARD-Gruppe
Větrná elektrárna BARD 5.0 ve srovnání se zásobovací lodí
Foto: BARD-Gruppe
Větrný park BARD Offshore 1, v popředí transformátorová plošina BARD 1 se zásobovací lodí
Foto: BARD-Gruppe
Větrné elektrárny BARD 5.0 v parku BARD Offshore 1
Foto: BARD-Gruppe
Dělníci výrobního závodu Cuxhaven Steel Construction, v pozadí nosné konstrukce typu BARD-Tripile pro větrné elektrárny BARD 5.0
Vybrané parametry: celkové rozpětí konstrukce 26 m, výška k montážní přírubě 25 m, hmotnost 490 tun
Foto: BARD-Gruppe
Rám pro upevnění stroje v gondole jednotky BARD 5.0
Vybrané parametry: průměr 6 m, hmotnost 70 tun
Foto: BARD-Gruppe
Gondoly jednotky BARD 5.0
Vybrané parametry: délka 14 m, šířka 8,5 m, výška 8 m, hmotnost 280 tun
Foto: www.erneuerbareenergien.de
Listy rotoru větrné elektrárny BARD 5.0
Vybrané parametry: délka 60 m, hmotnost 28 tun
Foto: dpa/www.ndr.de
Vrcholná fáze výstavby větrné elektrárny na moři – montáž rotoru na gondolu pomocí hlavního jeřábu montážní lodě
Foto: BARD-Gruppe
Smontovaná jednotka BARD 5.0. Na střeše gondoly je umístěn držák snímačů pro meteorologickou stanici (viz rovněž následující foto)
Foto: BARD-Gruppe
Pro lepší představu o měřítku předcházející fotografie: servisní technik kontroluje snímače meteorologické stanice na střeše gondoly jednotky BARD 5,0 necelých 100 m nad hladinou moře
Foto: BARD-Gruppe
Pracovníci jedné ze servisních skupin na pomocném plavidle, v pozadí hotelová loď REGINA BALTICA
Vybrané parametry hotelové lodi: 145m, šířka 25 m, ponor 5,5 m, nosnost 2 830 tdw, kapacita až 2 000 osob, 200 lůžek
Foto: BARD-Gruppe
Petr Nejedlý
