Cu cincisprezece ani in urma, turnurile cu zabrele dominau peisajele parcurilor eoliene. Cand inaltimea butucului a ajuns la punctul de 60m, dezvoltatorii au apelat la modelele tubulare din otel, care nu s-au schimbat mult – pana de curand. Pentru acest blog, am contactat mai multi producatori de turnuri, pentru a vedea ce este nou si ceea ce ar putea duce turnurile peste 100m.

       Cand GE a achizitionat ScanWind in 2009, a achizitionat, de asemenea, turnuri inteligente si tehnica de ridicare a nacelei, adaptata pentru plasarea turbinelor de mari dimensiuni in terenuri complexe. Designul construiste doua turnuri cu zabrele pe ambele parti ale unei locatii, pentru a ridica turnul si nacela la locul lor. Compania spune ca turnurile de ridicare lucreaza in conditii de vant de pana la 15 m / s, vanturi frecvente pe coaste. Din momentul cumpararii, GE a fost tacut cu privire la modul in care va utiliza echipamentul.

       De ce mai inalte?

       Turnurile care ajung la peste 100 m sunt o idee buna, pentru ca permit ca turbina sa lucreze in vanturi mai puternice si stabile, dandu-i factori de capacitate mai mare. Dar inaltimea suplimentara se amortizeaza prin energia eoliana ce se vine?

       NREL spune ca turnurile de 100 m (comparativ cu cele de 80 m) ar produce cu aproximativ 12% mai multa energie per turbina instalata, dar nu se va intampla fara a aborda aceste probleme-cheie ale inaltimii:

        • Greutatea scalabila cu inaltimea: asupra unui turn inalt de 100 m actioneaza forte generale mai mari, comparativ cu un turn de 80 m. Turnurile tubulare din otel, conventionale, combat aceste forte prin adaugarea unei mase mari din otel, pentru a create rigiditatea. Ca urmare, costul turnurilor de otel create exponential cu inaltimea turnului, facand turnurile inalte nepractice din punct de vedere economic.

        • Limitarile transportului: transportul turnurilor mari eoliene tubulare, din otel, vine cu un un cost ridicat. Ele sunt adesea construite in patru sectiuni, cea mai grea cantarind peste 50 de tone. Remorci extrem de specializate de 500.000 $ sunt necesare pentru a muta fiecare sectiune. Transportul turnului costa pana la 180 de dolari pe kilometru.

        • Provocarile constructiei: Datorita greutatii imense a turnurilor cu tuburi din otel, sunt necesare macarale mari pe senile pentru a instala turnurile si turbinele. Macaralele necesare, de la 600 la 1.000 de tone, pentru construirea turbinelor peste 100 m sunt putine si scumpe. Costurile mari de mobilizare si demobilizare pentru cele mai mari macarale sunt inhibitorul principal pentru proiectele comunitare mai mici de eoliene si o problema recurenta pentru operatiunile grele de intretinere a turbinelor eoliene. In cele din urma, drumurile foarte largi pentru macarale, de 32-ft, aduna opozitia comunitatilor in multe zone, din cauza cantitatii de lemn neceasara a fi taiata.

       Costul energiei eoliene offshore ii face pe oameni sa caute turnuri inalte. Avocatii eolienelor in Europa sunt printre cei care pun intrebari legate de costuri. Dezvoltarea parcurilor eoliene offshore este "un drum gresit de urmat, economic si tehnologic vorbind", conchide o analiza efectuata de grupul pentru drepturile consumatorilor – Federatia Organizatiilor Consumatorului German. Cu o asa "incurajare",  nu e de mirare ca turnurile inalte atrag mai multa atentie pe uscatul Europei.

       Stim ca turnurile facute numai din otel, care depasesc 100 m, ating o limita prohibitiva de cost. Dar o sectiune pe baza de beton de 40 m este mai putin costisitoare si are mai multe plusuri. In primul rand, acesta poate fi facut si asamblat la fata locului, evitandu-se astfel costurile de transport. (Din motive nu foarte clare, turnul modular de otel nu tine inca pasul).

       Vestea buna este ca nu exista lipsa de idei pentru a ridica turnuri.

       Intr-un cuvant, acestea includ turnurile hibride cu baza de beton si partea de sus conventionala, din otel, care isi fac aparitia in Europa si in curand aici. Turnul cu zabrele, acoperit cu panza, ar putea avea o revenire. Si turnurile si turbinele cu montare rapida, cele care nu au nevoie de macara de 120 m, ar fi o binecuvantare.

       Turnuri hibride in Germania

       Producatorul de turbine eoliene, Repower Systems SE (www.repower.de), a comandat recent cea mai inalta turbina eoliana. Turbina de 3,2 MW poarta un rotor cu diametrul de 114 m si este asezat pe un turn hibrid din otel si beton de 143 m. Compania spune ca turbina si turnul sunt cele mai potrivite pentru locatii cu vânt cu viteza slaba, care sunt destule in Europa.

       "Putem obtine un randament energetic suplimentar cu pana la 1%, cu inaltimea turnului mai sus de 100 m", spune Matthias Schubert, CTO la companie. Prin cresterea inaltimii turnului de la 93 la 143 m, compania se asteapta la o crestere a randamentului de pana la un extraordinar 50%, in locaiile cu vant slab.

        Compania spune ca turnul sau hibrid este o combinatie de segmente pre-fabricate de otel si beton si un turn standard de otel.

       "Constructia segmentata sustine o instalatie economica si aproape independenta fata de conditiile metereologice si garanteaza un timp de constructie relativ scurt", spune Schubert. Cresterea in inaltime a turnului aduce, de asemenea, noi provocari cu transportul si instalarea.

       O parte importanta din proiectul tehnic este o macara turn mobila, care "urca" odata cu progresele inregistrate de constructie, permitand astfel o instalatie de economisire a costului si spatiului turbinei, chiar si in zonele impadurite si pe teren complex. (Ne pare rau, fara imagini) Compania spune ca acest concept reduce semnificativ timpul, necesar de multe ori, pentru instalare la fata locului.

        Prima varianta a turbinei pentru vant de joasa viteza, cu o inaltime a turnului de pana la 139 m, este de vanzare acum. Turbina de 3.2MW va fi disponibila in trei inaltimi ale turnului – 93 m, 123 m, 143 m si – in cadrul clasei de vant corespunzătoare IEC II, pana la mijlocul anului 2013.

        Henkel si TimberTower GmbH

 

         TimberTower spune ca designul sau are rezistenta mai mare la stres, poate fi construit mult mai inalt si este de 20 pana la 30% mai ieftin de facut decat turnurile de otel.

        Ca o alternativa la otel, Henkel (www.henkel.com) si TimberTower GmbH (www.timbertower.de) sugereaza lemnul pentru turnurile turbinelor. Aceasta materie prima durabila poate duce inaltimea turnului la 200 m, spun ei si cantareste mult mai putin decat turnurile de otel traditionale. Potrivit Henkel, folosirea lemnului pentru un turn de 100 m poate economisi aproximativ 300 de tone de tabla de otel. Primul TimberTower a fost inaugurat in decembrie anul trecut, in Germania.

        Turnul este fabricat ca un ansamblu de panouri laminate din lemn, lipite si componente de suprafata. Nu sunt folosite dibluri, cuie, suruburi sau buloane pentru a tine aceasta constructie din lemn laolalta. Muncitorii asambleaza turnul la fata locului, intr-un corp tubular inchis, cu o sectiune incruciasata transversala, hexagonala, octogonala, sau dodecagonala. Masurile bazei sunt 7 x 7 m, iar partea de sus 2,9 x 2,9 m. O membrana impermeabila plasata pe lemn il protejeaza de intemperii. Segmentele sunt transportate in containere de 40ft. Elementele de fixare sunt integrate in componentele individuale ale turnului, impreuna cu o scara si sistem de ridicare. Adaptoare rotunde de otel conecteaza nacela la turn. Fundatia are masa si diametrul similare cu cele folosite la turnurile tubulare din otel. Turnul din lemn are o greutate de aproximativ 90 de tone metrice, cu nacela montata in varf si rotorul adaugand inca 100 de tone. Firma de design asigura un ciclu de viata de 20 de ani.

        "Acest turn nu ofera decat avantaje", spune directorul general al TimberTower, Holger Giebel. "Are o rezistenta mai mare la stres, poate fi construit mult mai inalt si este cu 20 pana la 30% mai ieftin de facut".

        Turnul hibrid al lui Tindall

        Baza Turnului din beton Atlas (CTB), proiectata de Tindall Corp (www.atlasctb.com), poate ridica turnuri pana la 110 m si mai mult. Baza prefabricata a turnului GL-Certified este prima de acest gen din America de Nord, spune compania. Beneficiile includ o reducere de 50% sau mai mult in fundatia din beton, betonul armat si costurile de instalare.

        Douazeci de bucati de beton formeaza CTB-ul si sunt pastrate in siguranta impreuna cu aproximativ 13 kilometri de cablu post-tensionat. Baza nu utilizeaza suruburi. "Dupa trei ani de dezvoltare, designul inovator ofera o solutie fiabila, eficienta, care elimina barierele de inaltime", spune vicepresedintele Tindall, William Lowndes IV.

        Baza turnului se afla la 40 m inaltime si poate sustine1.5-3 MW + mono-turnurile de otel ale turbinei, de la 70 la 100 m. Componentele pot fi prelucrate de fabrica sau turnate la fata locului. Mai mult decat atat, permite contractorilor sa reduca costurile de excavare, ale fortei de munca si sa scurteze programul proiectului. Compania spune ca grijile in legatura cu craparea termica sunt eliminate, deoarece nu exista revarsari mai de beton. Lowndes spune ca va fi puternic si stabil cincizeci de ani de acum incolo.

       "Baza conica, cu diametru de 16 m, sustine o trecere de beton si mai multe sectiuni circulare, pentru a forma o platforma care sustine mono-turnurile conventionale din otel. O fundatie-inel inteligenta, cu un diametru mai mare decat cel conventional, ofera o rezistenta maxima la indoire si rasturnare", adauga Lowndes. Acest lucru permite o grosime minima a fundatiei. Designul bazei profita din plin de gravitatie, rezistand in mod eficient sarcinilor de rasturnare si prevenind ridicarea. In ultimul rand, ajuta la reducerea costurilor ciclului de viata pentru lame, turbine si a turnului de sus.

       Turnuri de la ATS

       Un alt turn, care distruge bariera perceputa de 100 de metri, face parte din turnurile de la Advanced Tower Systems (ATS) (www.advancedtowers.com), ale parcului eolian Gau-Bickelheim, din Germania. Inaltimile turnurilor lor ajung la 145 m. Turnurile hibride realizate din beton si otel fac aceste inaltimi posibile.

        Bazele din beton ale turnurilor AST sunt realizate prin asamblarea a opt sectiuni prefabricate din beton, fiecare lungi de 16 m. Datorita faptului ca sunt relativ subtiri, sectiunile pot fi transportate in camioane comune si fara escorta sau rute speciale.

        Avantajul unui sistem hibrid este ca aceasta poate veni in bucati, spune Felix Wächter, un purtator de cuvant pentru ATS-urile din Germania. El spune ca sectiunea inferioară a turnului poate fi inlocuita cu segmente prefabricate din beton armat. Betonul armat este disponibil peste tot si este relativ ieftin, adauga el. Design-ul este construit in segmente usor de transportat. In contrast, transportarea unui intreg turn de otel are nevoie de un camion special, datorita diametrelor mari in sectiunile inferioare, care adesea depasesc 8 m. Aceasta dimensiune solicita, de asemenea, rute speciale si vehicule de escorta.

        Macarale sunt, de asemenea, limitate in ceea ce priveste capacitatea de tractiune si inaltimile remorcate. Din cauza tevilor de otel la nivelele superioare ale unui turn hibrid, macaraua face mai putine ridicari si cu greutate mai mica.

        Cel mai mare avantaj al turnului ATS, spune Wächter, este productia relativ simpla a sectiunilor sale de beton armat. Aceseta sunt produse cu cateva matrite si la nivel local, in fiecare tara ce are o industrie a betonului. Asta face sistemul o alegere buna pentru pietele emergente si cele stabilite de energie eoliana.

       – Nic Sharpley, Steven Bushong si Paul Dvorak

 

5 motive pentru care puteti deveni  PARTENER  Add-Energy Renewable Romania

Pentru  a deveni PARTENER  ADD ENERGY ,accesati  sectiunea      

Pentru mai multe detalii accesati sectiunea