Innowacyjne modele symulacyjne opracowane w ramach projektu HIPERWIND mogą obniżyć uśredniony koszt energii (LCOE) z morskich farm wiatrowych nawet o 9%. To znaczące osiągnięcie w kontekście dynamicznego rozwoju sektora – w tym roku łączna moc zainstalowana w energetyce wiatrowej osiągnęła 1 TW, a do 2050 roku ma wzrosnąć do 10 TW.
Projekt, finansowany z unijnego programu Horyzont 2020, koncentrował się na zarządzaniu niepewnościami w procesie projektowania turbin wiatrowych. Jak wyjaśnia koordynator projektu, Nikolay Dimitrov z DTU Wind and Energy Systems, zespół badał różne rodzaje niepewności – od warunków środowiskowych po obciążenia i niezawodność turbin.
„HIPERWIND może być przełomowy” – podkreśla Clément Jacquet z EPRI Europe. „Osiągnęliśmy znaczącą redukcję LCOE o 9%, a w najbardziej optymistycznym scenariuszu możliwe jest nawet 10%. W najmniej korzystnym przypadku redukcja wciąż wyniesie 5%.” EPRI opracowało nowe, adaptacyjne ramy, które będą wykorzystywane w przyszłych projektach do poprawy efektywności ekonomicznej zarówno lądowych, jak i morskich farm wiatrowych.
Projekt wykorzystał studium przypadku morskiej farmy wiatrowej Teesside u wybrzeży Anglii, należącej do francuskiego inwestora EDF. Zespół analizował dane i modele specyficzne dla tej farmy, aby zidentyfikować i skwantyfikować niepewności w projektowaniu wież turbin i fundamentów. Wykazano, że zmniejszenie ilości materiałów w konstrukcji turbin może obniżyć koszty kapitałowe, stanowiące około 30% całkowitego kosztu energii. Dodatkowe oszczędności osiągnięto poprzez planowanie prac serwisowych w okresach niskich cen energii.
IFP Energies nouvelles (IFPEN) już wdraża wyniki projektu, usprawniając modelowanie poprzez dokładną kwantyfikację obciążeń zmęczeniowych turbin. Jak informują Martin Guiton i Alexis Cousin z IFPEN, uwzględnienie niepewności pozwoliło zredukować masę konstrukcji turbiny wiatrowej o 21%.
ETH Zürich wykorzystuje opracowane metodologie nie tylko w energetyce wiatrowej, ale także w innych dziedzinach, np. do analizy odporności sejsmicznej budynków w złożonych środowiskach. „Projekt wymagał opracowania od podstaw nowej metodologii radzenia sobie z niepewnościami w wielowymiarowych danych wejściowych i odpowiedziach” – wyjaśnia Stefano Marelli z ETH Zürich.
W skład konsorcjum HIPERWIND weszło siedem podmiotów z sektora akademickiego i przemysłowego: DTU Wind and Energy Systems, ETH Zürich, EDF, IFPEN, EPRI Europe, Uniwersytet w Bergen oraz DNV. Projekt, realizowany przez 3,5 roku, był finansowany z programu Horyzont 2020 Unii Europejskiej. Wszystkie dane i publikacje są dostępne publicznie na stronie hiperwind.eu.
Morskie turbiny wiatrowe, narażone na silniejsze wiatry i prądy oceaniczne niż instalacje lądowe, wymagają bardziej wytrzymałych konstrukcji i znacznie wyższych nakładów kapitałowych. Mimo że generują więcej energii dzięki silniejszym wiatrom, zwiększone koszty przekładają się na wyższy uśredniony koszt energii. Opracowane w ramach projektu HIPERWIND rozwiązania mogą znacząco poprawić ekonomikę morskiej energetyki wiatrowej.
