Оффшорные ветряные станции начали активно развиваться в последнее десятилетие, все больше и больше стран устанавливают эти гигантские турбины в своих прибрежных водах.

Крупнейшей ветряной станцией в мире является станция вблизи полуострова Ютландия в Северном море Horns Rev 2. Еще более крупная станция получила разрешение на строительство вблизи побережья Великобритании.

Одной из крупнейших оффшорных зон являются неглубокие воды вблизи Кейп Код, на северо-востоке США, где предлагается строить мощные станции.

Строительство этих ветряных станций повлекло за собой появление нового типа судов: суда для установки турбин (turbine installation vessels TIV).

Транспортировка крупных компонентов ветряных турбин (башенные секции, отсекатели, лезвия) намного проще по воде, чем на берегу, так как суда и баржи могут легче справиться с погрузкой крупногабаритного груза, чем грузовики или поезда. На суше большие товарные автомобили должны согласовывать ширину груза на автотрассах, что ограничивает максимальную длину лезвия ветряной турбины, которую можно перевезти по дороге, в открытом море нет таких ограничений.

Оффшорные ветряные турбины, возможно, продолжат быть крупнейшими работающими в мире турбинами, так как постоянные затраты на установку распределяются на большее количество произведенной энергии, что снижает среднюю стоимость. Компоненты турбин (роторные лезвия, башенные секции) могут быть перевезены баржами, что делает их транспортировку более простой, чем на суше, где габариты поворота и высоты лимитируют размеры перевозимых компонентов турбин. Аналогично, большие строительные краны сложно передвигать к отдаленным районам на земле, а крановые суда легко передвигаются по морю.

Первое специализированное судно TIV было TIV Mayflower Resolution, сейчас известное как TIV Resolution и принадлежащее компании MPI Offshore. Это судно использует как динамическое позиционирование, так и технологию самоподъема.

Оснащенное 6 опорами, Resolution устанавливается на месте, используя динамическое позиционирование, затем использует самоподъемные основания, чтобы подняться из воды. Это обеспечивает стабильную платформу для установки турбин на базе заранее подготовленного фундамента. Как только турбины установлены, Resolution опускается обратно в воду и передвигается на другую локацию, где процесс повторяется. Судно может перевозить до 10 турбин мощностью 3,5 MW. Судно было построено на судостроительной верфи Shanhaiguan shipyard в Китае. Экипаж судна составляет 34 человека. Во время установки турбин команда увеличивается до 60-70 человек.

Длина судна – 130,5 м

Ширина судна – 38,0 м

Глубина судна – 8,0 м

Максимальная площадь груза – 3 200 м2

Имея целью произвести 40 гигаватт оффшорной ветряной энергии к 2020 году и 150 гигаватт к 2030 году, Европейская ассоциация ветряной энергии ожидает, что в следующем десятилетии будут установлены около 8 000 оффшорных ветряных турбин. Это позволит покрыть 15% потребностей в энергии Великобритании за счет ветряной энергии к 2020 году. Оценивается, что из этих 8 000 турбин 2 700 будут находиться на глубине более 45 метров.

Ожидается, что будущие ветряные станции продвинутся дальше в оффшорную зону, в более сложные погодные условия и более глубокие воды. Так как оффшорные ветры дуют сильнее, чем прибрежные, это позволяет турбинам производить больше электричества, их новое расположение будет более эффективным. При более высокой скорости ветра требуются более устойчивые турбины, что предопределяет необходимость для более тяжелых турбин с большими мощностями.

Согласно отчету по Европейскому оффшорному ветряному рынку, составленному Germanischer Lloyd Гарраду Хасану, существует большой спрос в цепочке поставок рынка оффшорной ветряной энергии, например, на поставщики турбин, суда для установки турбин, трансформаторы для оффшорных подстанций и, что наиболее важно, опытный персонал, а также финансирование и возможность подключения к электричеству. Оффшорные ветряные проекты в Европе находятся на стадии массового развития, при этом 1,5 GW мощностей уже работают и еще 100 GW находятся в фазах планирования и разработки.

Что касается подходящих судов для установки турбин, есть опасность их нехватки, что может ограничить развитие оффшорной ветряной отрасли в ближайшие годы. Планируется устанавливать по около 800 оснований с турбинами в год до 2020 года. Турбины становятся все более тяжелыми и крупными. Основания также увеличиваются в размерах. Это требует разработки новых судов по установке, способных работать со следующим поколением оффшорных турбин от 3 до 5 мегаватт. Суда для установки турбин специально разрабатываются, чтобы работать с крупными турбинами. Чтобы соответствовать все усложняющимся требованиям отрасли, технологии производства этих судов развиваются.

Так как сектор оффшорных ветряных электростанций находится в своей начальной фазе роста, присутствует много игроков на рынке, то существует большое количество различных дизайнерских концепций судов по установке турбин с большим потенциалом роста.

Например, на форуме по оффшорной ветряной энергии в июле 2010, компания Samsung Heavy Industries представила новую баржу по установке ветряных турбин, компания Beluga Hochtief Offshore представила проект по новому поколению судна по установке ветряных турбин. Судно может работать с турбинами более 5 мегаватт мощностью в глубоких водах и на больших расстояниях от порта. BLM представила суда с использованием реечно-шестереночных систем. Реечно-шестереночные устройства представляют собой зарекомендовавшую себя технологию для самоподъемных объектов, таких как суда для установки ветряных турбин. Huisman представил требования к оффшорным кранам. Компания-производитель кранов расширила ряд своих тяжеловесных продуктов, добавив в него специализированные краны для установки ветряных турбин. Краны являются одним из наиболее важных элементов для установки ветряных турбин и нужны для упрощения процесса установки фундамента, башен и турбин.

Одним из общих преимуществ последнего поколения судов является то, что DP 2 стал почти стандартом. Это привело к тому, что судам не требуются якори во время маневрирования, что позволяет работать значительно быстрее и является преимуществом.

Сектор оффшорной ветряной энергетики продвигается в своих технологиях. Недавно было запущено новое экологически безопасное судно. Дизайн мнногофункциональной самоподъемной платформы MPSEP компании Keppel FELS Limited’s был выбран группой Seafox как основа судна для установки турбин нового поколения, что стало возможным благодаря совместному предприятию двух компаний.

По сравнению с существующими судами по установке турбин, большинство из которых находится в стадии строительства, это судно стоимостью $220 млн. разработано для операций в глубоких водах, что сокращает время простоя по техническим причинам и позволяет судну дольше работать. Со своей высокой перевозной способностью до 12 турбин за раз, MPSEP увеличивает эффективность строительства оффшорных ветряных станций. Судно может противостоять сложным погодным условиям на протяжении всего года. MPSEP, которая будет названа Seafox 5, также будет поддерживать ряд сопутствующих функций, таких как размещение экипажа, работа со скважиной, поддержка, строительство и снятие турбин с локации.

Имея превосходство над существующими TIV, Seafox 5 будет функционировать с опорами решетчатого типа и с опорами-треногой, особенно в глубоких водах. Кроме возможности обслуживать оффшорные ветряные электростанции, это судно соответствует строгим условиям работы в оффшорной нефтегазовой отрасли.

Судно KFELS MPSEP запланировано к поставке во второй половине 2012 года, будет управляться компанией Workfox BV, членом группы Seafox Group.

Компания Swire Blue Ocean объявила о размещении заказа на свое первое судно по установке ветряных турбин на верфи Samsung Heavy Industries в Корее.

Судно запланировано к поставке в июне 2012 года. Соглашение с Samsung предусматривает возможность поставки второго судна в 2013 году.

По сообщению компании, дизайн предполагает улучшение технологического рабочего периода судна. Судно оснащено краном на 1 200 тонн, системой динамического позиционирования DP 2, скоростью более 13 узлов, общим жилым помещением на 111 человек и способно работать на глубинах до 75 м.

Используемое пространство палубы составляет 4 000 м2, общий подъемный вес составляет не менее 8 400 тонн, судно предоставляет широкие возможности по перевозке и установке оффшорных ветряных оснований и турбин всех размеров и типов.

Датская компания по установке оффшорных ветряных турбин A2Sea поручила китайской компании COSCO Shipyard Group строительство нового судна, разработанного специально для установки оффшорных ветряных турбин.

Судно стоимостью $139 млн., которое будет названо Sea Installer, запланировано к поставке на вторую половину 2012 года. Судно будет самоподъемного типа, разработанного к работе на глубине до 45 метров.

«Растущее количество оффшорных ветряных проектов, запланированных на ближайшее будущее, приводят к росту спроса на установочные суда. С этим новым технологичным судном компания сможет удовлетворить будущий спрос клиентов и сохранить свою позицию ведущего поставщика услуг по установке турбин», – говорит Дженс Фредерик Хансен, глава компании A2Sea.

Сокращение времени установки – ключевая цель, которая позволит сделать оффшорные ветряные фермы более конкурентоспособными. Sea Installer сможет перевозить от 8 до 10 турбин.