Algorytmy i system lidar oszacują produktywość morskich farm wiatrowych, zanim zostaną one zbudowane. Nowatorski projekt realizuje PGE Baltica
Kluczowe w przygotowaniu inwestycji w morską farmę wiatrową jest dokładne oszacowanie ile energii z wiatru będzie w stanie wyprodukować. Od tego będzie bowiem zależeć opłacalność całej inwestycji.
Im wyższa niepewność, tym większe prawdopodobieństwo, że oszacowane w prognozie poziomy produkcji energii nie ziszczą się, a tym samym, gorsza będzie rentowność morskiej farmy wiatrowej.
Aby zminimalizować ryzyko spółka zastosowała LiDAR (Light Detection and Ranging). Urządzenie używa wiązki podczerwonego promieniowania laserowego do pomiaru prędkości przemieszczających się nad nim mas powietrza. Jest zamontowane na samowystarczalnej energetycznie pływającej platformie, rodzaju boi. Platforma jest wyposażona w akumulatory ładowane przez panele fotowoltaiczne, ogniwo paliwowe oraz mikroturbiny wiatrowe i może pracować w trybie autonomicznym przez wiele miesięcy. Łączność z brzegiem zapewniona jest za pomocą telefonii satelitarnej.
– Jedną z wielu zalet LiDARu, w stosunku do tradycyjnego masztu pomiarowego, jest możliwość wykonywania badań dokładnie na wysokości osi wirników projektowanych wiatraków. Inną, szczególnie istotną w kontekście morskich farm, jest łatwość instalacji. Na podstawie pozyskanych danych sporządzona zostanie szczegółowa prognoza mówiąca o efektywności energetycznej planowanej morskiej farmy wiatrowej Baltica – informuje Aleksandra Jampolska z biura prasowego PGE.
Do projektowania rozmieszczenia turbin używamy algorytmów optymalizujących produktywność i koszt wytwarzania z przyszłych morskich farm wiatrowych
Jak tłumaczy PGE najprościej porównać dużą farmę wiatrową do kamienia w strumieniu. Kumulacja na morzu dużej ilości wysokich turbin, powoduje, że wiatr napotyka opór aerodynamiczny i „omija” ją, powodując spadek produktywności farmy. Na tym ostatnim zagadnieniu skupia się nowy projekt badawczo-rozwojowy PGE Baltica realizowany we współpracy z Instytutem Maszyn Przepływowych PAN w Gdańsku.
– Zjawisko spowolnienia przepływu przez duże morskie farmy wiatrowe, zostało zidentyfikowane dopiero niedawno, bo w 2018 roku. W firmach eksperckich dopiero tworzone są narzędzia i metody jego szacowania, na konferencjach naukowych trwa wymiana opinii na temat najlepszych sposobów symulowania tzw. „blockage effect”. Dla nas jako spółki kluczowe jest możliwe precyzyjne oszacowanie tego wpływu na produktywność i uwzględnienie go w modelach finansowych przed podjęciem decyzji inwestycyjnej odnośnie budowy morskiej farmy wiatrowej Baltica 2 i 3 – mówi Monika Morawiecka, prezes zarządu PGE Baltica, cytowana w informacji prasowej.
Pomiary spółka rozpoczęła kilkanaście miesięcy temu i planuje zakończyć w styczniu 2020 roku. Firma planuje też stosowanie najnowszych dostępnych na rynku modeli inżynierskich do przewidywania przepływu wiatru i interakcji aerodynamicznej turbin. Szacunki takie można przeprowadzić przed budową kolejnych farm, oszczędzając w ten sposób pieniądze.
– Do projektowania rozmieszczenia turbin używamy algorytmów optymalizujących produktywność i koszt wytwarzania z przyszłych morskich farm wiatrowych. Używamy zarówno popularnych w branży, dedykowanych do tego zadania pakietów oprogramowania, jak i rozwijamy własne narzędzia programistyczne – tłumaczy Jampolska.
Choć na razie używane rozwiązania oparte są na prostych algorytmach, a nie np. o sieci neuronowe itp. to jak zapewnia PGE na etapie eksploatacji takie rozwiązania znajdą zastosowanie przy wczesnym wykrywaniu awarii, a także w procesie krótkoterminowego prognozowania produkcji energii, jak to ma miejsce w przypadku wielu firm energetycznych na świecie.