Jaką rolę odgrywają systemy łączności w sektorze morskiej energetyki wiatrowej? Bez ich efektywnego funkcjonowania nie jest możliwa sprawna realizacja zadań w ramach projektu morskiej farmy wiatrowej oraz komunikacji pomiędzy kluczowymi organami zarządzającymi infrastrukturą krytyczną. Jest to jeden z obszarów, w który mogą być zaangażowane polskie firmy i eksperci. 5 listopada 2024 r. w siedzibie Inkubatora Starter odbyło się kolejne spotkanie Grupy Roboczej Blue Baltic Community pt. „Technologie komunikacyjne – 4G i 5G w morskiej energetyce wiatrowej”. W spotkaniu uczestniczyli przedstawiciele operatorów telekomunikacyjnych, dostawców oprogramowania i hardware, lokalnych firm, a także przedstawiciele branży morskiej energetyki wiatrowej.
Systemy łączności stanowią krytyczny element infrastruktury morskich farm wiatrowych. Służą do ciągłego monitorowania i sterowania pracą turbin, zapewniając gromadzenie danych o wydajności i stanie technicznym oraz umożliwiając zdalne sterowanie parametrami. W kontekście bezpieczeństwa umożliwiają komunikację awaryjną oraz koordynację działań serwisowych. Są też niezbędne do integracji z siecią elektroenergetyczną, zarządzania przesyłem energii i regulacji mocy. Zapewniają również komunikację operacyjną między personelem i centrum zarządzania. Do realizacji tych zadań wykorzystywane są różnorodne technologie.
Jakub Budzyński, prezes Polskiej Izby Morskiej Energetyki Wiatrowej (PIMEW), wskazał, że jest to temat niedoceniany w Polsce. Ten obszar jest jeszcze „w powijakach pod względem regulacyjnym”. Zwrócił uwagę, że polski sektor wielkimi krokami zbliża się do fazy budowy instalacji wiatrowych na Morzu Bałtyckim, a inwestorzy nie mają pewnej wiedzy o standardach w zakresie łączności w ramach projektów wiatrowych oraz z infrastrukturą krytyczną.
– Regulacje są białą plamą. Branża czeka na odpowiednie regulacje – powiedział.
Prywatna sieć jest standardem w infrastrukturze krytycznej i OZE
Dariusz Chmielowiec, kierownik działu offshore, reprezentował firmę Elecom z Gdańska, która od wielu lat działa na rzecz morskiej energetyki wiatrowej, tj. armatorów, administracji, dostarczając systemy radiokomunikacyjne i radiolokacyjne. Jak wskazał, w komunikacji personelu na obszarze morskiej farmy wiatrowej kluczowe jest zastosowanie prywatnej sieci komórkowej, która ma przewagi nad siecią publiczną. Zaletą jest to, że modemy można w dowolny sposób zaprojektować pod względem zasięgu i skali. Publiczni operatorzy skalują sieć pod działania komercyjne i to jest ich głównym celem. Co więcej, operatorzy publiczni nie gwarantują poziomu dostępności usług, co oznacza, że mogą bez zapowiedzi wyłączyć daną komórkę lub instalację na kilka godzin w przypadku awarii lub działań serwisowych.
– Prywatna sieć komórkowa może zostać zoptymalizowana pod kątem konkretnych usług. Ponadto pozwala dopasować pojemności i zasięg sieci do specjalnych wymagań – podkreślił.
Usługi w sieci prywatnej to oczywiście transmisja danych do terminali mobilnych, która jest obecnie najbardziej pożądaną usługą. Są to też połączenia telefoniczne, łączność krytyczna (np. grupowe połączenia głosowe push-to-talk) oraz machine-to-machine (telemetria i teleautomatyka).
Ekspert zaprezentował przykładową stację bazową. Zastosowanie prywatnej sieci w ramach farmy wymaga użycia wielu takich jednostek na terenie morskiej farmy wiatrowej. Wymiarowanie sieci dla przeciętnej wielkości MFW wymaga 10-15 stacji bazowych, 30-40 komórek oraz pasma – 1 blok 5MHz (szerokość pasma).
Inwestorzy równolegle do systemów 4G i 5G implementują takie sieci jak TETRA i DMR. Obecnie odpowiednie rozwiązania, takie jak smartfony i radiotelefony, pozwalają na integrację wielu sieci i systemów do sprawnej komunikacji. Rozlokowanie instalacji jest projektowane na etapie tworzenia projektu farmy. Ważna jest optymalizacja pomiędzy możliwościami a ceną.
– Farmy wiatrowe są niełatwym polem komórkowym, gdyż stanowią obszar pełen monopali stanowiących przeszkody – powiedział.
Kwestie niekorzystnych warunków pogodowych mają wpływ na komunikację, dlatego sieci są projektowane z buforem (zapasem).
– Normy i standardy zapewniają bezpieczeństwo sieci. Dane są szyfrowane, ale nie zawsze zapewniają 100% bezpieczeństwa. Zawsze są jakieś ryzyka – powiedział ekspert.
IoT w służbie offshore wind
Marta Włodarska-Krawczyk, dyrektor sprzedaży i rozwoju biznesu w Cthings.co, opowiedziała, że czujniki IoT zainstalowane na morskich farmach wiatrowych mogą monitorować wiele parametrów – mierzą prędkość i kierunek wiatru, poziom wilgotności, temperaturę oraz stan morza. Jakie są korzyści dla inwestora? To przewidywanie wydajności turbiny, planowanie konserwacji w oparciu o rzeczywiste dane, maksymalizacja produkcji energii i minimalizacja ryzyka. To wszystko może pozwolić na bardziej racjonalne i optymalne pod względem kosztowym serwisowanie instalacji morskich (harmonogram konserwacji).
– To wszystko można osiągnąć po przygotowaniu solidnej warstwy komunikacyjnej – powiedziała.
IoT umożliwia zdalne monitorowanie kluczowych parametrów turbiny, takich jak obroty wirnika, wibracje, temperatura i poziom oleju. Dzięki analizie danych można przewidzieć potencjalne awarie. Z kolei IoT zapewnia, że w przypadku awarii systemy automatycznie wysyłają powiadomienia, co pozwala na szybką reakcję na usterki.
Systemy IoT monitorują warunki bezpieczeństwa podczas serwisu, ale też czujniki korozji monitorują stan wieży i fundamentów turbin wiatrowych, umożliwiając wczesne wykrywanie osłabień strukturalnych.
IoT wspiera inteligentne zarządzanie energią i integrację z siecią energetyczną, co pozwala na optymalizację przepływu energii.
Piotr Kankiewicz, account manager w NOKIA, opowiedział o potrzebach komunikacyjnych w czasie budowy i eksploatacji farmy wiatrowej. Jest to komunikacja głosowa, wideo i transmisja danych pomiędzy lądem a obszarem morskim, ale także między statkami, na potrzeby służb technicznych, śmigłowców oraz w zakresie obsługi IoT.
– Główną potrzebą branży offshore wind jest autonomiczna, niezawodna, bezpieczna sieć do komunikacji głosowej, wideo i transmisji danych – powiedział.
Zwrócił uwagę, że komunikacja głosowa i transmisja danych jest niezbędna przez cały cykl życia, od badania terenu po likwidację.
Nokia ma już spore doświadczenie w sektorze morskiej energetyki wiatrowej. W 2021 r. Nokia i Net Nordic nawiązały współpracę z Equinor. To 8-letnia umowa ramowa na budowę prywatnych sieci. Opowiedział o doświadczeniach rozwoju prywatnej sieci na MFW Dudgeon i Sheringham Shoal na Morzu Północnym.
Przekonywał, że odpowiednie opomiarowanie instalacji zapewnia znaczne oszczędności. W jednym z projektów lądowej farmy wiatrowej Sempra Renewables USA zapewniono 90% oszczędności w bieżących kosztach utrzymania po opomiarowaniu i oczujnikowaniu wiatraków wraz z systemami predykcyjnymi.
Techniki TETRA i DMR umożliwiają bezpieczne skomunikowanie dwóch osób, ale praca w ramach offshore wind wymaga zaawansowanych opcji, co zapewnia sieć prywatna.
Należy również wziąć pod uwagę wykorzystanie danych przez personel na statkach w celach prywatnych.
Zastosowanie danego rozwiązania łącznościowego na morzu będzie zależało od krajowych lokalnych przepisów. To co sprawdziło się np. na Morzu Północym, nie będzie można łatwo zaimplementować np. w regionie Morza Bałtyckiego. Kluczem są regulacje.
– Są różne ograniczenia operacyjne na morzu w odniesieniu do różnych technologii, na co mają wpływ krajowe przepisy – zwrócił uwagę.
Grupa Blue Baltic Community podsumuje działania. 22 listopada konferencja w Gdańsku
Było to ostatnie spotkanie Grupy Roboczej Blue Baltic Community. 22 listopada w Gdańsku odbędzie się konferencja podsumowująca cykl spotkań oraz dyskusja na temat stanu zaawansowania rozwoju sektora offshore wind w Polsce.
– Tym spotkaniem zakończyliśmy tegoroczną edycję spotkań grup roboczych 'Nowoczesne technologie w Offshore’ realizowanych w ramach projektu Blue Baltic Community. Spotkanie dotyczące technologii komunikacyjnych było siódmym w tym roku i już czternastym od początku trwania projektu. Choć w tym roku sporo uwagi poświęcaliśmy tematom związanym z ochroną środowiska i 'miękkimi’ aspektami pracy w sektorze, na zakończenie wróciliśmy do technologicznych korzeni projektu. Uczestnicy mieli okazję wysłuchać prezentacji i włączyć się w dyskusję o technologiach 4G i 5G – dość technicznym zagadnieniu, ale kluczowym dla przyszłości offshore w Polsce” – mówi Julia Halemba, koordynatorka projektu Blue Baltic Community.
„Przed nami jeszcze Konferencja podsumowująca projekt, która odbędzie się już 22 listopada. To będzie świetna okazja do spojrzenia wstecz na nasze spotkania oraz porozmawiania o przyszłości offshore w Polsce” – dodaje.
W imieniu organizatorów zapraszamy do REJESTRACJI. Udział w wydarzeniu jest bezpłatny.
Artykuł powstał we współpracy z
