الطاقة والبيئة

دعم الرياح البحرية: السفن المستخدمة في تركيب مزارع الرياح البحرية

دعم الرياح البحرية: السفن المستخدمة في تركيب مزارع الرياح البحرية


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

يشتمل تطوير مزرعة الرياح البحرية بشكل عام على أربع مراحل مختلفة ، وتحديداً عمليات المسح والتركيب والتشغيل والصيانة وإيقاف التشغيل. وهذا يعني أن القطاع يحتاج إلى مجموعة متنوعة من سفن الدعم من أجل القيام بالعديد من المهام المختلفة بشكل فعال. في السنوات الأخيرة ، أثرت الاختناقات في توريد مثل هذه السفن على القطاع ، ويرجع ذلك أساسًا إلى عدم توفر سفن متخصصة. وبالتالي ، يميل مطورو مزارع الرياح إلى اللجوء إلى قطاع النفط والغاز للحصول على المساعدة.

تسبب نقص السفن في تأخير مرحلة البناء وكانت هذه مشكلة منتظمة في الماضي. على سبيل المثال ، تأخرت مزرعة الرياح Alpha Ventus لمدة عام بسبب هذا النقص ، وعندما تم توفير سفينة ، كانت أكبر 20 مرة مما كان مخططًا لها في الأصل. تطلبت مزرعة الرياح البحرية في شمال هويل وجود سفينة مخصصة لتركيب التوربينات ، قرار MPI ، والذي تأخر بناؤه. كان على المشروع أيضًا استخدام سفن البناء من أجل الالتزام بالموعد النهائي ، ولكن نتيجة لذلك تأخر حوالي ستة أشهر. تأخر تركيب سفينة London Array لمدة ثلاثة أشهر ، مما تطلب استئجار سفينة إضافية من أجل الالتزام بالموعد النهائي.

نظرًا لمعدل النمو في قطاع الرياح البحرية ، فمن المحتمل أن يكون هناك أكثر من 5000 توربينات رياح بحرية عاملة في مياه المملكة المتحدة بحلول عام 2025. ومن المرجح أن يزداد متوسط ​​المسافة من الشاطئ إلى مزرعة الرياح وفقًا لجولات تأجير Crown Estate ، على سبيل المثال ، سيتم إنشاء مزرعة رياح دوجر بنك البحرية في أعماق مائية تصل إلى 63 مترًا مع مسافة عبور محتملة تبلغ 290 كيلومترًا ، مما يتطلب رحلة بحرية تزيد عن 5 ساعات.

وهذا بدوره سيكون له تأثير على استراتيجيات التشغيل والصيانة (O & M) وتأثير متزايد على تصميم السفن. لذلك يجب أن تصبح السفن أكثر دواما وكفاءة في المستقبل ، وبالتالي فإن سوق هذه السفن يتطور باستمرار. قد يأتي وقت أيضًا ، كما هو الحال مع قطاع النفط والغاز ، سيتعين على فنيي مزارع الرياح العمل من قواعد قريبة من موقع مزرعة الرياح والعيش فيها. في قطاع النفط والغاز ، عادة ما تكون الفترة التي تقضي في مثل هذه القاعدة أسبوعين. على الرغم من أن الحل الأكثر اقتصادا للعمليات القريبة من الشاطئ من المرجح أن يعتمد على زوارق العمل ، فإن المواقع الموجودة في المياه العميقة البعيدة عن الشاطئ يجب أن تكون مدعومة بوحدات الإقامة أو "السفينة الأم" أو سفن الدعم الأكبر أو الرافعات ، اعتمادًا على على استراتيجية التشغيل والصيانة المستخدمة.

وبالتالي ، فإن المسافة بين مزارع الرياح والشواطئ سيكون لها تأثير حتمي على التكاليف ولهذا السبب يتعين على مشغلي مزارع الرياح نشر معدات مناسبة لظروف الطقس القاسية. يتم الآن عقد مؤتمرات كاملة تغطي على وجه التحديد موضوع تصميم سفينة دعم مزرعة الرياح البحرية.

حاليًا ، يشمل موردي سفن التوربينات والأساسات الرئيسية A2Sea و MPI Offshore و Scaldis Salvage و Seajacks International و Jack-Up Barge و Ballast Nedam و BARD و GeoSea و International Marine Construction و Seaway Heavy Lifting. يقع مقر معظم هذه الشركات إما في المملكة المتحدة أو هولندا. تشمل شركات تركيب الكابلات البحرية Global Marine Systems و MPI Offshore و Nexans و NKT و Prysmian و Mika و Offshore Marine Management و Peter Madsen Rederi و P&O Maritime Services و Technip (Subocean) و Visser & Smit Marine Contracting (VSMC) و Stemat.

Ocean Surveyor [مصدر الصورة: Geological Survey of Sweden، Flickr]

سفن المسح

تستخدم سفن المسح لإجراء المسوحات الجغرافية والمناخية قبل إنشاء مزرعة رياح بحرية. يختلف نطاق السفن المستخدمة لهذا الغرض بشكل كبير ، اعتمادًا على عمق قاع البحر والمسافة من الشاطئ.

سفن مد الكابلات

يعد مد الكابلات أحد المهام الأولى التي يجب إكمالها أثناء تركيب مزرعة الرياح البحرية. تم تصميم أوعية مد الكابلات خصيصًا لمد الكابلات تحت سطح البحر التي تحمل الكهرباء المولدة من مزرعة الرياح إلى الشاطئ. تحتفظ 4C Offshore بقاعدة بيانات كاملة لهذه السفن ويمكن أن تتخذ أشكالًا عديدة. على سبيل المثال ، تعتبر سفينة Van Oords Nexus تصميمًا جديدًا مع مساحة سطح واسعة يمكن تخصيصها لحمل معدات مخصصة لتمديد الكابلات. لديها رافعة رئيسية بسعة رفع 100 طن عند امتداد 15 مترًا ورافعة إضافية بقدرة رفع 10 أطنان عند 34 مترًا. يمكن للسفينة أيضًا توفير أماكن إقامة لـ 90 شخصًا.

الميزة القياسية لهذه الأوعية هي القرص الدوار أو الدوار الذي يخزن الكبل دون التعرض لخطر الانحناء المفرط. كما أن لديها حزم توجيه الكابلات وأجهزة التثبيت ، بما في ذلك المركبات التي تعمل عن بعد (ROVs) التي تستخدم في حفر الخنادق. هذه واحدة من أهم الوظائف التي تتضمن قطع خنادق بعمق 3 أمتار في قاع البحر لربط كابلات الطاقة. إنه أحد الأدوار الأكثر صعوبة في هذا القطاع مع ما يصل إلى 80 بالمائة من مطالبات التأمين للكابلات التالفة أثناء التركيب.

تحتوي هذه السفن أيضًا على أنظمة تحديد المواقع الديناميكية (DP) لتثبيتها في مكانها حتى في أقسى الظروف الجوية.

سفن التثبيت

يمكن أن تتخذ هذه السفن أشكالًا متنوعة وغالبًا ما تشتمل على مجموعة من السفن متعددة الأغراض التي لا تتناسب بشكل مثالي مع المهمة ، نظرًا لاستخدامها في قطاعات أخرى. هذا يعني أنه تم تعيينهم لفترة قصيرة فقط. تشتمل هذه السفن متعددة الأغراض (MPVs) على صنادل رافعة وهي عبارة عن منصات غير ذاتية الدفع يمكنها رفع نفسها فوق سطح البحر على أرجل تستقر في قاع البحر. توفر هذه السفن الاستقرار في الظروف الجوية القاسية ، لكنها بطيئة وتتطلب سفن دعم لسحبها إلى الموقع. تعمل سفن الرافعة على أساس مماثل فيما عدا أن لديها أنظمة دفع ذاتية ، على الرغم من أنها لا تزال محدودة بعمق المياه ودورها متعدد الأغراض.

تعتمد سفن الرافعات على رافعات كبيرة مثبتة على قاعدة والتي تمنع استخدام السفينة لأية وظيفة أخرى ، مثل حمل المعدات ، فضلاً عن الحد من سرعتها.

سفينة رافعة في ميناء روتردام [مصدر الصورة:فرانس بيركيلار ، فليكر]

في الآونة الأخيرة ، تضمن إنشاء مزارع الرياح البحرية استخدام سفينة تركيب توربينات الرياح المتخصصة (WTIV) ، وهي فئة جديدة تمامًا من السفن التي بدأت تظهر فقط في هذا القطاع في السنوات القليلة الماضية ، لتحل محل سفن الرافعات المستعارة من قطاع النفط والغاز. تحتوي هذه السفن عمومًا على بدن مستطيل مسطح لاستيعاب منطقة تحميل واسعة ورافعة كبيرة. يميل هذا إلى زيادة استهلاك الوقود والكهرباء نظرًا لسرعة قصوى تتراوح من 10 إلى 12 عقدة من قاعدة الشاطئ إلى موقع البناء. تُستخدم مراوح الدفة الكهربائية (الدفاعات) أو مراوح Voith-Schneider للتحكم في الدفع وتحديد المواقع ويجب أن تظل السفينة ثابتة في موضعها بينما يتم نشر 4-6 أرجل رافعة بحيث تقف السفينة بثبات في قاع البحر. يتم استيعاب مهندسي التركيب في مبنى متعدد الطوابق على مقدمة السفينة مع وجود مهبط للطائرة الهليكوبتر في الأعلى.

تم نشر أول WTIVs في القطاع القوة البحرية و قرار MPI. كلاهما لا يزال في الخدمة بعد عشر سنوات. القوة البحرية هي سفينة شحن محولة ولكن قرار MPI تم تصميمه خصيصًا للعمل في عام 2003 ، وبالتالي فهو أول WTIV حقيقي. من عام 2003 إلى عام 2009 ، اتجهت الصناعة إلى استخدام السفن المستأجرة من قطاع النفط والغاز ، مع بدء إنشاء WTIV المتخصص بعد ذلك. دخل ما مجموعه 25 WTIVs الخدمة من 2009 إلى 2014 مع 7 سفن متاحة في عام 2012. قطاع WTIV منخرط الآن في عملية تعديل حيث أصبح من الواضح أن الطلب عليها آخذ في الازدياد. فريد أولسن سيطلق السفن الشقيقة بولد تيرن و شجاع الخرشنة قريبا. هذان المركبان لهما أرجل رافعة تم تمديدها بمقدار 14 مترًا بينما تم تمديد الرافعة بمقدار 10 أمتار. لقد تم تشييدها خصيصًا للجولة الثالثة من إنشاء مزارع الرياح البحرية في المملكة المتحدة.

عندما لا تتوفر WTIVs ، غالبًا ما يستخدم المطورون سفن الرافعات الثقيلة (HLCVs). تم بناء هذه في الأصل لأغراض أخرى ولكنها مناسبة تمامًا لبناء مزارع الرياح. على سبيل المثال ، ملف سفانين بني في الأصل لتثبيت جسر كبير. يمكن أن ترفع حمولة تبلغ 8700 طن ورسوم تأجيرها غير مكلفة إلى حد ما لأنها نادراً ما تفعل أي شيء آخر هذه الأيام. ثيلف لديها رافعة سعة 12000 طن وهي واحدة من أكبر سفن الرافعات في العالم. ومع ذلك ، نادرًا ما يتم نشره في قطاع الرياح البحرية لأنه مكلف للغاية لتأجيره.

إن وعاء الرافعة المثبت بالساق هو نسخة أخف من الرافعة وهي مناسبة فقط لتركيب توربينات أصغر بقدرة 2 ميجاوات في المياه الضحلة. لقد أصبحوا أكثر ندرة في هذا القطاع حيث تتحرك مزارع الرياح بعيدًا عن الشاطئ.

تدخل السفن الجديدة القطاع المصمم خصيصًا للعمل في البحار الهائجة ، مثل Wind Server الذي طوره مزود الخدمة البحرية الدنماركي DBB Jack-up Services. سيكون هذا قادرًا على العمل على ارتفاع موجة يتراوح بين 2.0 و 2.5 متر ، في حين أن المعيار لمعظم السفن الأخرى هو 1.5 متر. وهذا بدوره سيسمح للسفينة بالعمل لنحو 320 يومًا في السنة مقابل 200 يومًا ، مما يؤدي بدوره إلى خفض كبير في التكلفة.

سفن نقل الطاقم

يمكن لسفن نقل الطاقم (CTVs) السفر بسرعة تتراوح من 25 إلى 30 عقدة وتستخدم بشكل أساسي لعمليات التشغيل وعمليات الصيانة. في الأيام الأولى للقطاع ، تم استخدام السفن مثل قوارب الصيد وسفن المسح لنقل الفنيين إلى مواقع الرياح البحرية ولكن مع نمو القطاع ، تطور سوق نقل الطاقم بشكل مطرد.

يتم دعم موقع Alpha Ventus الألماني بواسطة القوارب في فصلي الربيع والصيف وطائرات الهليكوبتر في الشتاء. تمنع اللوائح التي تحكم الموقع القيام برحلات عندما يكون ارتفاع الأمواج أكبر من 1.5 متر ، ولكن يمكن استخدام المروحيات حتى في الرياح الشديدة نسبيًا ، على الرغم من أن استخدامها قد يكون مقيدًا بسبب ضعف الرؤية. يمكن للطائرات المروحية عادة نقل ثلاثة فنيين بالإضافة إلى معداتهم بسرعة قصوى تبلغ 245 كم / ساعة ، مقارنة بحوالي 45 كم / ساعة لمركبات CTV. بالإضافة إلى نقل الطاقم ، تُستخدم المروحيات لعمليات الإنقاذ والدعم الطبي. في المياه الألمانية يلعبون أيضًا دورًا نشطًا في مرحلة البناء. عندما تم إنشاء Meerwind ، تمكنت شركة Siemens Wind Power من تقليل وقت النقل بنسبة 80 بالمائة لنقل الفنيين بالإضافة إلى تجنب دوار البحر. كما تم استخدام المروحيات خلال مرحلة بناء بوركوم ريفغروند ونوردسي أوست.

قوارب العمل هي طريقة مجربة ومختبرة للوصول إلى مواقع الرياح البحرية ، وطائرات الهليكوبتر أقل من ذلك. تعتبر السفن غير مكلفة نسبيًا ويمكن أن تحمل عددًا كبيرًا من الفنيين ، ولكن أوقات استجابتها وقدرتها على الوصول إلى المواقع محدودة بسبب الظروف الجوية. طائرات الهليكوبتر باهظة الثمن ولا يمكنها حمل سوى عدد قليل من الفنيين ، لكنها تستطيع الاستجابة بسرعة ولا يتأثر أداؤها بحالة البحر. لقد تم استخدامها لسنوات في قطاع النفط والغاز ، ولكنها جديدة على الرياح البحرية. لهذا السبب ، هناك درجة من عدم اليقين بشأن فائدتها المحتملة في القطاع. يمكن أن يكون الوضعان مكملين ، حيث يتم استخدام زوارق العمل للصيانة الوقائية المجدولة عندما لا تكون هناك مخاطر على التوربينات والمروحيات في المواقف الأكثر إلحاحًا والصيانة الصحيحة التي يكون فيها وقت الاستجابة أمرًا بالغ الأهمية لتقليل وقت تعطل التوربينات.

تقوم العديد من الشركات بتشغيل القوارب التي تتمتع بمزايا السرعة والوزن مقارنة بأنواع السفن الأخرى. تصنع معظم القوارب من الألمنيوم لأنها أقل تكلفة من المواد المركبة. ومع ذلك ، فإن المواد المركبة أخف وزناً مما يسمح للسفينة بحمل حمولة أكبر ، مما يقلل بدوره من تكاليف التشغيل. أحد أحدث التصاميم في السوق هو EVOC22 (طوف خارجي فعال متعدد الاستخدامات ، بطول 22 مترًا) طورته CTruk ، ومقرها إسيكس في جنوب شرق إنجلترا. تحتوي السفينة على شعاع 7.6 متر ، وغاطس يبلغ طوله 1.25 مترًا ، ويشتمل على غرفة قيادة متحركة ونظام حجرة سطح مرن يتيح للسفينة الانتقال من حمل ما يصل إلى 12 فنيًا إلى توفير مساحة سطح السفينة 72 مترًا مربعًا للمعدات. تعمل السفينة بمحركي ديزل بقوة 800 حصان بشاحن توربيني وتحمل 24000 لتر من الوقود.

السفن الصغيرة Waterplant Area Twin Hull (SWATH) عبارة عن طوافات ذات مقطع عرضي مخفض للبدن على سطح البحر حيث تكون الطاقة من الأمواج أقوى. وهذا يمنح السفينة ثباتًا إضافيًا ، خاصة عند السرعات العالية. ومع ذلك ، فإن سفن SWATH باهظة الثمن ولديها متطلبات صيانة أكبر.

سفن الإقامة

من المرجح أن يتم نشر هذه السفن بشكل متزايد حيث تصبح مزارع الرياح أكثر تعقيدًا وتتحرك بعيدًا في البحر. تُستخدم عبّارات الرحلات البحرية المحولة جنبًا إلى جنب مع العبارات الدوارة. يمكن أن تستوعب هذه السفن عادة ما يصل إلى 100 شخص ويمكن أن تشمل قاعات مؤتمرات واجتماعات مع بعض السفن الكبيرة التي تحتوي أيضًا على حمامات سباحة على متنها ومناطق صالة على متنها.

تستخدم DONG Energy منصة إقامة خارجية لمشروع Horns Rev 2 في الدنمارك. تستوعب المنصة 24 شخصًا وتتيح الوصول إلى محول مزرعة الرياح عبر ممر جانبي. تحتوي منصة المحولات في Global Tech 1 على أماكن إقامة لـ 34 من موظفي العمليات بالإضافة إلى رافعة ومنصة هبوط لطائرات الهليكوبتر وقطع غيار في حاويات.

استخدمت العديد من مشاريع المملكة المتحدة العبارات المحولة كمكان إقامة عائم. وهي مثبتة بالقرب من مزرعة الرياح ، مما يقلل من وقت النقل للمركبات CTV وكذلك استهلاك الوقود مع زيادة الإنتاجية.


شاهد الفيديو: Wind Turbine كيف تعمل توربينات الرياح في إنتاج الكهرباء (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Herlbert

    انت مخطئ. دعونا نحاول مناقشة هذا.

  2. Mulcahy

    أؤكد.لذلك يحدث. دعونا نناقش هذا السؤال. هنا أو في PM.

  3. Jermayne

    من الصعب جدًا بالنسبة لي الحكم على مستوى كفاءتك ، لكنك كشفت عن هذا الموضوع بعمق كبير وبشكل مفيد

  4. Akinoktilar

    يتفق معك تمامًا. في هذا الشيء فكرة جيدة ، أؤكد.

  5. Salbatore

    أنا متناهٍ ، أعتذر ، لكن هذه الإجابة لا تيقظني. هل يمكن أن تظل المتغيرات موجودة؟



اكتب رسالة