Jak efekt Dopplera służy wiatrakom

Jak efekt Dopplera służy wiatrakom

W minionych miesiącach wyraźnie przyśpieszyły prace nad projektami morskich elektrowni wiatrowych  na polskich wodach Bałtyku. A do pracy dla nich zaprzęgnięto pływające lasery.

 Podstawową przyczyną przyspieszenia prac nad morskimi wiatrakami jest powyborcza zmiana podejścia do sektora wiatrowego. Można odnieść wrażenie, że z jednej strony rządzący robią wszystko, by zniechęcić inwestorów do budowy elektrowni wiatrowych na lądzie, z drugiej jednak wydają się mniej niż poprzednicy sceptyczni do rozwoju polskiego programu offshore. W mediach przewijały się niedawno domysły o możliwości wpisania go do Strategii Odpowiedzialnego Rozwoju, a w dodatku jeden z projektów morskich farm figuruje na liście potencjalnych beneficjentów Planu Junckera.

W kontekście powyższej zmiany nie dziwi intensyfikacja wysiłków na tym polu przez dwie firmy energetyczne rozwijające najbardziej zaawansowane projekty morskiej energetyki. PGE i Polenergia, bo o nich mowa, prócz koncesji lokalizacyjnych, które przydzielono im już w 2013 r., mają też podpisane umowy przyłączeniowe.

Opierając się na informacjach medialnych oraz analizując strategię obu spółek, można odnieść wrażenie, że jak dotąd offshore nie był w nich traktowany priorytetowo. Widać to również po liczbie pracowników zajmujących się rozwojem projektów MEW w porównaniu do wielkości odpowiadających im zespołów zajmujących się energetyką lądową. Nie jest tajemnicą, że minimalizowano koszty rozwoju, chociażby odkładając większe wydatki inwestycyjne na później. Wynikało to najprawdopodobniej z braku wyraźnych sygnałów ze strony polityków oraz niejasnej sytuacji prawnej związanej z systemem wsparcia OZE. Czy uchwalenie stosownej ustawy oraz ostatnie zmiany nastawienia politycznego stały się takim sygnałem?

W ciągu ostatniego półrocza PGE ogłosiła szereg przetargów publicznych związanych z rozwojem MEW. Zlecono przeprowadzenie badań środowiskowych wraz z uzyskaniem decyzji o uwarunkowaniach środowiskowych . Otwarto postępowanie na wykonanie pomiarów wiatru na morzu, a także wybrano wykonawcę opracowania koncepcji i projektu przyłącza. Rozpoczęło się także postępowanie na doradztwo techniczne w procesie rozwoju. Tym samym, wszelkie znaki na niebie, ziemi (i morzu) sugerują, że po zmianie rządu projekt MEW zyskał w PGE priorytet i prowadzone są rzeczywiste działania rozwojowe.

Tymczasem Polenergia już wcześniej przeprowadziła proces oceny oddziaływania na środowisko i uzyskała decyzję o środowiskowych uwarunkowaniach. Co więcej, w pierwszych dniach stycznia zwodowała na terenie swojej koncesji boję pomiarową służącą do pomiarów wiatru oraz innych parametrów morza. Oczekiwane koszty takiej kampanii pomiarowej nie są małe. Wydaje się zatem, że choć konkurenci podążają nieco innymi drogami, to póki co Polenergia wyprzedza PGE EO w rozwoju projektów MEW.

Nie należy jednak zapominać o tym, że nie jest to w pełni sprawiedliwa rozgrywka. Realizacja tak dużych inwestycji i o takim charakterze jest ściśle powiązana z polityką. To w Ministerstwie Energii wyznacza się ceny referencyjne dla źródeł odnawialnych, w tym morskich farm wiatrowych, i to tam zapadną decyzje o wolumenie energii dostępnym w aukcji, a także o samym jej terminie. Sądząc po dotychczasowych poczynaniach rządzących oraz ME, nie jest bezzasadną obawa, iż nie bacząc na zasady uczciwej konkurencji, ogłoszenie pierwszej aukcji z koszykiem dedykowanym MEW może zostać przeciągnięte, na przykład do momentu aż spółki Skarbu Państwa będą gotowe do wzięcia w niej udziału.

Tymczasem wyścig dwóch głównych konkurentów trwa w najlepsze. Przyjrzyjmy się zatem najświeższemu doniesieniu – rozpoczęciu kampanii pomiarowej na obszarze koncesji Polenergii. Dlaczego jest to tak ważne wydarzenie? Pomiary wiatru w lokalizacji farmy są kluczowym etapem rozwoju projektu, są niezbędne do dokładnego oszacowania jej produktywności, co z kolei jest niezbędne do pozyskania finansowania takiej inwestycji, określenia jej rentowności. Bez tych kroków nie sposób myśleć o złożeniu oferty w aukcyjnym systemie wsparcia.
Zarówno Polenergia, jak i PGE, w pomiarach wiatru zdecydowały się skorzystać z innowacyjnej technologii pływających LiDARów.

LiDAR to laserowe urządzenie pomiarowe wykorzystujące efekt Dopplera do szacowania prędkości przemieszczania się mas powietrza nad nim. LiDARy stosuje się z powodzeniem na lądzie przy pomiarach wiatru dla farm lądowych. Nowością jest natomiast umieszczenie ich na stabilizowanych bojach pomiarowych na morzu. W ostatnich latach trwały intensywne prace nad rozwojem tej technologii. Różni producenci już dziś oferują opisywane rozwiązania, choć nie można jeszcze powiedzieć, by przemysł offshore miał do tych pomiarów zaufanie porównywalne, jakie ma do danych pozyskanych przy użyciu tradycyjnych masztów pomiarowych.

LiDARy mają jednak inną przewagę: są kilkukrotnie tańsze niż maszty pomiarowe ustawiane na morzu. Te ostatnie należy bowiem ustawić na solidnym fundamencie, głęboko umocowanym w dnie, mobilizując do tego specjalistyczną jednostkę pływającą (tzw. jack-up). Jest to wysiłek porównywalny z instalacją turbiny wiatrowej na morzu, w związku z czym ustawienie masztu pomiarowego jest bardzo kosztowne. Pojawienie się innowacyjnej i znacząco tańszej technologii pomiarowej opartej o zdalne pomiary z użyciem lasera musiało ucieszyć funkcjonujących w bardzo niepewnym otoczeniu regulacyjnym polskich graczy branży offshore. Są oni bowiem, bardziej niż ich zachodni odpowiednicy, zmuszeni minimalizować koszty na etapie rozwoju projektu. Trzeba jednak pamiętać, że nie każde oszczędności w pierwszej fazie rozwoju projektu rzeczywiście się opłacają w dłuższej perspektywie

W przypadku morskich farm wiatrowych głównym czynnikiem wpływającym na niepewność prognozy produktywności jest niepewność samych pomiarów wiatru. Mówiąc prościej, kluczowa jest dokładność urządzenia pomiarowego i miarodajność uzyskiwanych przez nie informacji. Przekłada się to wprost na wielkość niezbędnego wkładu własnego inwestora w przypadku posiłkowania się kredytem lub współpracy z inwestorem kapitałowym.
Nie będzie zaskoczeniem stwierdzenie, że banki, będąc z natury ostrożne i zachowawczo podchodzące do ryzyka, przy podejmowaniu decyzji o finansowaniu biorą pod uwagę konserwatywne założenia dla oczekiwanej produktywności farmy wiatrowej (czy, szerzej: potencjalnych przychodów z jakiegokolwiek przedsięwzięcia).

Margines bezpieczeństwa, jaki przyjmują względem obliczonego przez konsultanta technicznego najbardziej prawdopodobnego poziomu produktywności, jest uzależniony między innymi od dokładności urządzeń pomiarowych. Obliczając wymagany wkład własny inwestora, bank dba, by wskaźniki obsługi długu wyglądały zadowalająco nawet przy tym konserwatywnym scenariuszu produktywności farmy, przekładającej się wprost na jej przychody. Im niższej jakości będzie kampania pomiarowa, tym większa będzie niepewność prognozy. Im większa niepewność, tym większy margines bezpieczeństwa przyjmowany przez bank, a w konsekwencji, tym wyższy będzie oczekiwany wkład własny inwestora minimalizujący ryzyko ze strony instytucji finansującej.

Ufając w utrzymanie korzystnego klimatu politycznego, przyglądajmy się rozwojowi polskich projektów morskich farm wiatrowych, które mogą przynieść zarówno polskiej energetyce, jak i całej gospodarce rozliczne korzyści.


 

Karol Mitraszewski - jest absolwentem Politechniki Warszawskiej i Duńskiego Uniwersytetu Technicznego. Dotychczasową działalność zawodową poświęcił energetyce wiatrowej, specjalizując się w pomiarach wiatru i prognozowaniu produktywności lądowych i morskich farm wiatrowych, a także optymalizacji ich pracy. Ostatnie trzy lata pracował w firmie DNV GL, z ramienia której m.in. pomagał w przygotowaniu i realizacji pomiarów pływającym LiDARem dla Polenergii. Od lutego 2017 analityk ryzyka w AXPO Polska.

Łukasz Sikorski – inżynier z duszą humanisty, od ponad dziesięciu lat zajmujący się energetyką wiatrową, zarówno na lądzie, jak i na morzu. Zaangażowany w doradztwo techniczne dla projektów energetyki odnawialnej na różnych etapach rozwoju i realizacji. Zainteresowany potencjałem redukcji kosztów morskiej energetyki wiatrowej i jej miejscem w przyszłym miksie energetycznym. Pracownik polskiego oddziału DNV GL.


 

Firma DNV GL, jeden z największych, niezależnych konsultantów technicznych na świecie, aktywny szczególnie w branży offshore, jest zaangażowana w przetarg na dostawę pływających LIDARów dla PGE w charakterze doradcy technicznego jednego z dostawców urządzeń pomiarowych, tworząc z nim konsorcjum. DNV GL doradza także Polenergii w przygotowaniu i realizacji pomiarów wiatru na Bałtyku.

Zobacz także...

Komentarze

Patronat honorowy

Nasi partnerzy

PG SilesiaPGEPSE