Kas rada lielākās bažas attiecībā uz jūras vēja enerģiju? Tas nav vēja trūkums, bet gan nespēja pārvadīt saražoto elektroenerģiju. Nesen 20-kilometru garā atklātā zemūdens kabeļa posmā Huanšajanas apgabalā Rudonā, Dzjansu provincē, tika pabeigta aizbēršana un apbedīšanas būvniecība. Tas var šķist tehnisks jautājums, taču patiesībā tas ir tieši saistīts ar pirmo elastīgo līdzstrāvas zemūdens kabeļu pārvades jūras vēja enerģijas projektu Āzijā, kas ir izturējis vēl vienu svarīgu drošības pārbaudes punktu.
Nenovērtējiet par zemu šos 20 kilometrus. Ja zemūdens kabelis neizdodas, vēja turbīnu saražotā elektroenerģija var iestrēgt jūrā. Pēc vietējā projekta aplēsēm, ikdienas zaudējumi varētu sasniegt vairākus miljonus juaņu. Jo ilgāk tas kalpos, jo lielākas izmaksas, un kurš to var atļauties?
Pats projekts nav mazs, jo tas aptver Three Gorges H6, H10 un CGN H8 vēja parkus ar kopējo uzstādīto jaudu 1,1 miljons kilovatu un ikgadējo elektroenerģijas ražošanu aptuveni 2,4 miljardu kilovatstundu, kas ir pietiekami, lai darbinātu 1 miljonu mājsaimniecību. Īsāk sakot, šī nav parasta inženiertehniskā līnija, bet gan elektroenerģijas pārvades kanāls, kas stabili nogādā krastā liela mēroga -jūras vēja enerģiju.
Tātad, kur ir problēma? Tas atrodas ārkārtīgi skarbajā jūras gultnes vidē.
Rudongas Huangshayang apgabals atrodas Dienvidu Dzeltenās jūras sarežģītajā plūdmaiņu kanālā. Ūdens plūsma ir ne tikai ātra, bet arī haotiska, strauja un pastāvīgi erodējoša. Dažos apgabalos jūras dibens ir erodējis, atklājot zemūdens kabeļus, kas sākotnēji tika aprakti zem tā. Ja zemūdens kabeļi paliek atklāti ilgu laiku, vai tos ietekmēs enkuri, zvejas rīki un jūras gultnes izmaiņas? Riski noteikti palielināsies, un tiks apdraudēta darbības drošība.
Turklāt darba apstākļi šeit ir gandrīz maksimālās grūtības pakāpes līmenī. Maksimālais plūsmas ātrums būvniecības teritorijā sasniedz 4 līdz 5 mezglus, un vēsturiskais maksimālais paisuma diapazons ir 9,28 metri, kas ir viens no augstākajiem valstī. Arī kabeļu veidi ir dažādi, tostarp ±400kV līdzstrāvas zemūdens kabeļi, 220kV un 35kV maiņstrāvas kabeļi, kuru lielākais diametrs ir 246 milimetri. Un vissvarīgākais ir tas, ka būvniecības laikā zemūdens kabeļi joprojām darbojas. Kā to var izdarīt ar strāvu kabeļiem, spēcīgām plūdmaiņu straumēm un sarežģītu jūras gultni?
Shanghai Yuanwei izmantoja aizpildīšanas un apbedīšanas risinājumu, un galvenais aprīkojums bija jauna veida ROV jeb zemūdens robots. Tas nerok mehāniski, lai pieskartos zemūdens kabeļiem, bet izmanto augsta-spiediena ūdeni, lai precīzi izjauktu jūras gultni, ļaujot kabeļiem dabiski nogrimt. Šīs pieejas priekšrocība ir ļoti praktiska. Tas ne tikai sasniedz paredzēto apbedīšanas dziļumu, bet arī samazina ārējā apvalka mehāniskos kontakta bojājumus. Jo augstāks spriegums un dārgāks zemūdens kabelis, jo svarīgāka kļūst šī "mazāka kontakta" pieeja. Pretējā gadījumā remonta izmaksas varētu būt pat lielākas par būvniecības izmaksām.
Patiesais izaicinājums slēpjas faktā, ka tas nav tik vienkārši, kā tikai izsmidzināt ūdeni. Konstrukcija apvieno augstas-precizitātes zemūdens pozicionēšanu, autonomu darbību un attālās uzraudzības sistēmas. Tas var pielāgot darbības parametrus reāllaikā-, pamatojoties uz dažādiem kabeļu veidiem un jūras apstākļiem. Jūras dibens nav līdzens, un zemūdens kabeļiem nav vienādas specifikācijas. Ja parametri tiek piemēroti vienmērīgi, vai nu apbedījuma dziļums būs nepietiekams, vai arī traucējumi būs pārāk lieli, kas abi var radīt problēmas. Tagad šī pieeja var precīzi novietot un aprakt dzīvus zemūdens kabeļus sarežģītos jūras apstākļos, un šim solim ir ievērojama vērtība.
Kāpēc šai lietai ir vērts pievērst uzmanību? Tā kā vietējā jūras vēja enerģija pāriet no "ātrās uzstādīšanas" uz "stabilu pārraidi". Dažos pēdējos gados daudzi projekti vairāk koncentrējās uz instalēšanas ātrumu. Kad vēja turbīnas bija uzceltas un zemūdens kabeļi tika novilkti, projekts lielākoties tika uzskatīts par pabeigtu. Tomēr, kad projekti sāka darboties, tika atklāts, ka jūras gultnes uzturēšana un ekspluatācija ir ilgtermiņa-konti. Atšķirībā no vēja turbīnu lāpstiņām, zemūdens kabeļi nav redzami. Ja rodas problēmas, tās bieži vispirms atklāj trauksmes signāli un pēc tam noved pie izslēgšanas. Izmeklēšana un remonts notiek lēni un dārgi.
Līdzīgas situācijas nav raksturīgas tikai Rudongai. Daži jūras vēja parki Guandunas tuvējā jūrā arī iepriekš ir veikuši zemūdens kabeļu pārrakšanu un nostiprināšanu, un tas pats iemesls ir straujās jūras gultnes topogrāfijas izmaiņas un ievērojamā erozija, ko izraisa taifūnu un plūdmaiņu straumju superpozīcija. Ir arī precedenti ārzemēs. Dažos piekrastes kabeļu projektos Apvienotās Karalistes Ziemeļjūrā pēc ekspluatācijas ir pievienoti aizsardzības pasākumi ar tādu pašu galveno loģiku: zemūdens kabeļu ieguldīšana nenozīmē sirdsmieru. Jāseko līdzi vēlākai apkopei un uzraudzībai.
Tomēr zemūdens kabeļu ekspozīcija nenotiek plašā mērogā visos jūras apgabalos. Dažos piekrastes apgabalos ar stabilāku jūras gultni un vājākām plūdmaiņu straumēm darbības stāvoklis pēc apbedīšanas ir daudz stabilāks, un turpmāk ir nepieciešamas tikai regulāras pārbaudes. Tas arī norāda uz problēmu: nav neviena-izmēra-visiem piemērota risinājuma jūras vēja parku ekspluatācijai un uzturēšanai. Tas joprojām ir atkarīgs no jūras apstākļiem, jūras gultnes apstākļiem, kabeļu veidiem un būvniecības metodēm. Tas, kā darbs tiek veikts-uz vietas, ir svarīgāks par papīra plāniem. Šim Rudongas projektam ir arī cita nozīme. Elastīga līdzstrāvas zemūdens kabeļu pārraide ir augsta līmeņa risinājums jūras vēja enerģijas pārvadei. Tas ir piemērots lielas-jaudas un liela attāluma{13}}elektrības pārvadei, kā arī var efektīvāk pārsūtīt enerģiju no vairākiem vēja parkiem uz zemi. Ieguvumi ir acīmredzami: tas var pārraidīt jaudu lielos attālumos un stabili, un tas ir piemērots liela mēroga{15}}bāzes izstrādei. Tomēr problēma slēpjas šeit: jo progresīvāka sistēma, jo augstākas drošības prasības zemūdens kabeļiem. Ja neizdodas kāds galvenais kanāls, tas ietekmē ne tikai vienu vēja turbīnu, bet visu vēja parku. Tāpēc pēc tam, kad tika pabeigti vairāk nekā 20 -kilometri aizbēršanas un apbedīšanas, šķiet, ka tas bija tikai zemūdens kabeļa remonts. Taču, raugoties dziļāk, tas aizpildīja plaisu ekspluatācijas un uzturēšanas iespējās liela mēroga jūras vēja enerģijas projektiem.
Iepriekš cilvēki bieži teica, ka aprīkojuma lokalizācija ir svarīga. Tagad ir skaidrs, ka ar aprīkojumu vien nepietiek. Jābūt arī sistēmas integrācijas iespējām, tostarp iespējai noteikt, atrast, konstruēt un attālināti uzraudzīt visu procesu. Tā ir īstā praktiskā spēja. Nozarei šādas lietas vērtība nav tikai "vienreiz paveikt". Vietējā jūras vēja enerģija virzās uz dziļākiem ūdeņiem un tālākām jūrām, un jūras apstākļi kļūs tikai sarežģītāki, nevis vienkāršāki. Ja nākotnē vairākos projektos rodas problēmas, piemēram, zemūdens kabeļu mazgāšana, ekspozīcija un atkārtota apbedīšana, šis risinājums nebūs tikai ārkārtas reaģēšana, bet arī var kļūt par atkārtojamu standarta pieeju. Galu galā jūras vēja enerģija ir konkurence visā dzīves ciklā. Vēja turbīnu uzstādīšana ir tikai sākums. Vai jaudu var stabili pārnest uz krastu un saglabāt uzticamību pēc desmit vai astoņiem gadiem, atbilde bieži vien slēpjas zem jūras virsmas. Šo 20-plus kilometru zemūdens kabeļu pārapbedīšana Rudongā ne tikai novērš tūlītējus riskus, bet arī ir piemērs turpmākiem līdzīgiem projektiem. Ikvienam, kurš var labi veikt šo "neredzamo inženieriju" zem jūras, būs lielāka pārliecība uzņemties nākamo liela mēroga jūras vēja enerģijas projektu kārtu.
