Globalni inwestorzy na rynku morskiej energetyki wiatrowej pracują nad rozwiązaniami usprawniającymi działania operacyjne i serwisowe na terenie morskich farm wiatrowych. Jednym z nich jest technologia dronowa, która długofalowo skróci działania operacyjne, ale też zmniejszy koszty rozwoju farm. Duński Ørsted przetestował i wdrożył dron cargo na obszarze morskich farm wiatrowych Borssele 1 i 2 w Niderlandach. Czy jest szansa na zastosowanie takich rozwiązań w Polsce? Jednym z warunków są ramy prawne dla wykorzystania dronów w regionie Morza Bałtyckiego. Pytamy duńskiego inwestora.
Zastosowanie technologii dronowej jest analizowane w wielu branżach, w tym w sektorze energetyki i OZE. Drony mogą przynieść szereg korzyści dla morskiej energetyki wiatrowej, usprawniając jej funkcjonowanie, obniżając koszty operacyjne i zwiększając bezpieczeństwo. Po pierwsze, drony cargo mogą szybko dostarczać niezbędne narzędzia, części zamienne i materiały eksploatacyjne bezpośrednio na platformy morskie. Dzięki temu można uniknąć opóźnień związanych z koniecznością transportu tych elementów tradycyjnymi środkami, takimi jak łodzie czy helikoptery, co jest szczególnie istotne w sytuacjach awaryjnych, gdzie czas reakcji jest kluczowy. Technologia dronowa nie potrzebuje specjalnej infrastruktury co powoduje, że można dostarczyć wybrane elementy na farmę praktycznie z każdego miejsca na lądzie.
Transport za pomocą dronów cargo może być znacznie tańszy niż tradycyjne metody, zwłaszcza w przypadku regularnych dostaw. Drony zużywają mniej źródła energii (drony mają wbudowane akumulatory) i wymagają mniejszej liczby załogi, co przyczynia się do redukcji kosztów. Ponadto, automatyzacja i precyzja dronów zmniejsza ryzyko błędów ludzkich, co przekłada się na mniejsze koszty związane z naprawami i konserwacją.
Drony cargo minimalizują też potrzebę wysyłania ludzi na morze w trudnych warunkach pogodowych. Tradycyjny transport morski może być niebezpieczny, zwłaszcza przy złej pogodzie, co stanowi ryzyko dla załóg statków i helikopterów. Dzięki dronom można ograniczyć liczbę misji załogowych, co zmniejsza ryzyko wypadków i urazów.
Morskie farmy wiatrowe często znajdują się w odległych i trudno dostępnych miejscach, co utrudnia dostarczanie tam materiałów. Drony cargo mogą łatwo pokonywać duże odległości i docierać do takich lokalizacji, niezależnie od trudnych warunków terenowych lub morskich. Dzięki temu, logistyka związana z utrzymaniem farm wiatrowych staje się bardziej niezawodna i efektywna.
Wykorzystanie dronów cargo może również przyczynić się do zmniejszenia emisji CO2 i innych zanieczyszczeń, ponieważ są one bardziej energooszczędne niż tradycyjne środki transportu. Mniejsze zużycie paliw kopalnych w transporcie morskim ma pozytywny wpływ na otoczenie, co jest zgodne z celami zrównoważonego rozwoju sektora energetycznego.
Drony cargo mogą być również wyposażone w zaawansowane systemy monitoringu, które pozwalają na regularne inspekcje turbin wiatrowych oraz ocenę stanu technicznego konstrukcji. W połączeniu z transportem drobnych części i narzędzi, drony mogą wykonywać zadania inspekcyjne i konserwacyjne, co dodatkowo zwiększa efektywność operacyjną farm wiatrowych.
Podsumowując, drony cargo mogą znacząco poprawić logistykę i operacyjność morskiej energetyki wiatrowej, przyczyniając się do większej niezawodności, obniżenia kosztów i zwiększenia bezpieczeństwa pracy w tym sektorze.
Inwestorzy wdrażają drony i testują rozwiązania
Wykorzystanie dronów w sektorze energetyki wiatrowej jest na rożnym poziomie. Na zaawansowanych rynkach energetyki wiatrowej drony są nie tylko testowane, ale też wdrażane. Ørsted po raz pierwszy wykorzystał drony cargo do transportu ciężkich ładunków (HLCD) w kampanii operacyjnej na terenie morskiej farmy wiatrowej Borssele 1 i 2. Dron transportuje ładunki do wszystkich 94 turbin wiatrowych. Wykorzystywane są drony o wadze 70 kg, które mają rozpiętość skrzydeł 2,6 metra. Transportowane są przede wszystkim elementy o wadze do 100 kg. Samo rozwiązanie zostało przetestowane w 2023 r. na morskiej farmie wiatrowej Hornsea 1 w Wielkiej Brytanii. Biorąc pod uwagę transport statkiem między turbinami oraz z i na brzeg, Ørsted był w stanie wykonać zadania na terenie MFW Borssele 10-15 razy szybciej niż tradycyjnie.
W ubiegłym roku informowaliśmy, że duński koncern opierając się na wcześniejszych doświadczeniach w wykorzystaniu mniejszych dronów w innych krajach, testował drony o wadze 58 kg i szerokości 2,6 metra. Dron testowany przez Duńczyków umożliwił transport ładunków o wadze do 68 kg.
W Niemczech z kolei organizowane są wydarzenia dla operatorów dronów w sektorze energetyki wiatrowej, a samą technologią jest żywnie zainteresowane lotnictwo. EnBW Energie Baden-Württemberg AG i Niemieckie Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki (DLR) 19 i 20 czerwca 2024 r. zorganizowali „Offshore Drone Challenge” w Narodowym Centrum Testów Eksperymentalnych Bezzałogowych Systemów Lotniczych DLR w Cochstedt. W tym konkursie międzynarodowe firmy zajmujące się dronami konkurowały w wybranych zadaniach, wzorowanych na transporcie materiałów w sektorze energetyki wiatrowej na morzu, od startu drona po umieszczenie ładunku na turbinie wiatrowej. Swoje umiejętności zaprezentowały firmy takie jak ADLC, Stromkind i Solectric. Offshore Drone Challenge jest częścią wspólnego projektu „Upcoming Drones Wind Farm” prowadzonego przez DLR i EnBW.
– Dzięki zdalnie sterowanym dronom i bezzałogowym, autonomicznym systemom lotniczym nadchodzi nowa era lotów. Niezależnie od tego, czy chodzi o transport ciężkich ładunków, czy ratowanie ludzi w sytuacjach awaryjnych, wykorzystanie bezzałogowych statków powietrznych optymalizuje, rewolucjonizuje i zwiększa precyzję operacji w wielu obszarach, w tym w zakresie nadzoru, transportu i zarządzania katastrofami. Tutaj, w federalnym ministerstwie, chcemy dalej konsolidować ogromny potencjał wzrostu w sektorze bezzałogowego lotnictwa i wspierać rozwój sektora high-tech – mówiła Daniela Kluckert, sekretarz stanu w niemieckim Ministerstwie Cyfryzacji i Transportu.
W Europie realizowanych jest szereg projektów badawczych. Projekt FOD4Wind realizowany przez Energy Cluster Denmark, ESVAGT, Upteko, University of Southern Denmark (SDU) i Siemens Gamesa może skrócić przestoje i wyeliminować koszty stałe związane z obsługą morskich farm wiatrowych. W oparciu o szacunki zespołu projektowego, przy 70 zainstalowanych stacjach ładowania dla dronów, rocznym efektem w 2030 r. będzie skrócenie przestojów turbin wiatrowych o 12 250 godzin, redukcja emisji CO2 o 13 000 ton, zwiększenie produkcji energii o 39 200 MWh, zmniejszenie kosztów serwisu o 57 mln euro i dodatkowe zatrudnienie 180 pracowników.
Przestoje, emisje CO2 i koszty serwisowania zostaną znacznie ograniczone poprzez umieszczenie dronów na statku serwisowym – tzw. SOV – i zaprogramowanie dronów tak, aby dostarczały części zamienne i narzędzia bezpośrednio ze statku do techników w gondoli turbiny. Projekt jest wspierany przez Energy Technology Development and Demonstration Program (EUDP) i ma całkowity budżet w wysokości 2,2 mln euro. Wcześniej był wspierany przez Regionalny Fundusz UE.
Kolejny projekt to ADD2WIND, wspólna inicjatywa obejmująca liderów branży, takich jak Vestas, Siemens Gamesa, Ørsted, Vattenfall i Aalborg University. Projekt koncentruje się na testowaniu dostaw dronów do lądowych turbin wiatrowych w różnych sytuacjach. Loty te wymagają wykorzystania zaawansowanych czujników i metodologii, umożliwiając dronom nawigację w pobliżu turbin wiatrowych, nawet w zaawansowanych warunkach pogodowych. Wszystkie przeprowadzone testy wykorzystywały BVLOS (Beyond Visual Line of Sight), co oznacza, że dron leciał poza linią wzroku pilota i znajdował się kilka metrów od infrastruktury wiatrowej.
Równolegle, naukowcy z DTU Wind & Energy Systems, we współpracy z firmą energetyczną RWE, duńskim start-upem Quali Drone i Energy Cluster Denmark opracowali innowacyjny algorytm dronów do inspekcji turbin wiatrowych. Obecnie kontrola turbin wiatrowych pod kątem uszkodzeń wymaga ich ręcznego zatrzymania, co prowadzi do zmniejszenia produkcji energii. Nowo opracowana technologia dronów otwiera jednak możliwości ciągłej obserwacji powierzchni turbin wiatrowych przez 24 godziny na dobę, umożliwiając zaawansowaną analizę danych. Eliminując potrzebę zatrzymywania turbin wiatrowych w celu przeprowadzenia ręcznej inspekcji, nowa technologia dronów przyczynia się do bardziej płynnego i wydajnego procesu produkcji energii.
Drony cargo w polskim projekcie Baltica 2? Musi zaistnieć kilka warunków
Ørsted realizuje projekty także w Polsce w partnerstwie z PGE Polską Grupą Energetyczną. Są to projekty MFW Baltica 2 i MFW Baltica 3. Czy jest szansa na zastosowanie dronów cargo w polskich projektach morskich farm wiatrowych? Joanna Wis-Bielewicz, dyrektorka ds. rozwoju rynku w Ørsted wyjaśnia w komentarzu dla OffshoreWindPoland.pl, że bezzałogowe statki zarówno te powietrzne, drony jak i pływające na i pod wodą, będą miały coraz większe zastosowanie w procesach przygotowania budowy i zarządzania morskimi farmami wiatrowymi.
– Jest to szansa dla polskich firm, żeby tę technologię rozwijać choćby korzystając z funduszy Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. Już teraz wiele polskich firm pracuje nad innowacyjnymi rozwiązaniami w tym zakresie – wskazuje.
Przypomnijmy, że NCBiR ogłosiło III konkurs na nabór wniosków w ramach programu „Nowe Technologie w Zakresie Energii”. W ramach konkursu zostaną wsparte innowacyjne projekty z zakresu lądowej i morskiej energetyki wiatrowej. Wnioski można składać do 16 listopada 2024 r.
– Drony cargo to jedna z technologii o bardzo dużym potencjale, która mogłaby być wykorzystywana dla projektu MFW Baltica 2. Mowa tutaj zarówno o przewożeniu ładunków w celu dostarczenia części zamiennych, a także o kampaniach takich jak ta na farmie wiatrowej Borssele w Holandii należącej do Ørsted. Możliwe jest również wykorzystanie mniejszych dronów do inspekcji łopat – wskazuje Joanna Wis-Bielewicz.
Ekspertka dodaje, że decyzja dotycząca kwestii wykorzystania tego typu rozwiązań dla MFW Baltica 2 „jest uzależniona m.in. od dostępnych rozwiązań technologicznych oraz wyników szczegółowej analizy w jakim zakresie i pod jakimi warunkami regulacje aktualnie obowiązujące w polskiej części Bałtyku umożliwiają realizację tego typu operacji z wykorzystaniem dronów”.
Rozwój technologii dronowych (powietrznych i podwodnych), ale także coraz powszechna jej dostępność, rodzi wyzwania dla służb bezpieczeństwa w zakresie ich wykorzystania przeciwko infrastrukturze energetycznej. O tej kwestii mówił Dr Jędrzej Łukasiewicz, członek Polskiego Towarzystwa Bezpieczeństwa Narodowego, w komentarzu dla OffshoreWindPoland.pl. Podkreślał, że Polska powinna rozwijać systemy bezpiecznej obsługi dronowej, ale też systemy antydronowe, aby uniemożliwić ataki dronów przeciwko infrastrukturze krytycznej.
Temat wykorzystania dronów był też dyskutowany w ramach Grupy Roboczej Blue Baltic Community. Technologia dronowa możne być bezsprzecznie jedną z nowych specjalizacji polskich firm w branży morskiej i energetycznej. Obiecującym rynkiem są drony wodne i podwodne jako dodatkowe wsparcie monitoringu farm wiatrowych i środowiska.
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Rozpowszechnianie artykułu jest możliwe tylko za zgodą wydawcy BlueGreen Content Studio.
