Selv om havvindmøller er kommet meget senere, er deres grundlæggende design næsten identisk med vindmøller på land. Der er dog nogle få vigtige forskelle i designet, og de fleste af dem starter helt fra bunden.

De miljømæssige faktorer, der skal tages hensyn til ved design af havvindmøller, gør produktionseffektivitet på åbent vand til en udfordring. Men teknologien bliver bedre og bedre, og den stigende efterspørgsel efter billig og effektiv vindenergi driver allerede innovationer fremad.

Onshore Vs. Design af havvindmøller – forskelle og vigtige overvejelser

Fundamenter

Vindmøller, der er bygget på land, anvender typisk betonfundamenter. Havvindmøller kan kræve mere kreativitet, når det gælder fundamenter, afhængigt af dybden af dit byggeområde.

Den største vanskelighed ved design af havvindmøller er ikke selve møllen. Onshore-møller kan i vid udstrækning kopieres til offshore-brug. Problemet er, at nogle standarddesignmuligheder er uoverkommeligt dyre at bruge på dybt vand, især med flere vindmøller. Mange fundamentløsninger, der er almindelige for indlandsmøller, kan ikke anvendes på dybt vand.

Der er mange forskellige måder at opstille havmøller på. Nogle er bygget på undersøiske tårne, andre er flydende eller halvt nedsænkbare og forankrede. Det hele afhænger af den ideelle placering for at fange vinden.

Meget af den teknologi, der anvendes til offshore-møllestrukturer og -fundamenter, er lånt fra olie- og gasindustrien. Basen og den halvt nedsænkbare teknologi samt ankre og standardpraksis for opretholdelse af stabiliteten er direkte fra denne industris lektiebog – som har vedligeholdt offshore-strukturer i årtier.

Fundamentdesign er et varmt emne inden for offshore vindenergiproduktion i øjeblikket. Der er lige nu mange diskussioner om, hvordan man kan revolutionere designet af disse fundamenter for mere effektivt at udnytte potentialet på offshore-markedet. Billigere strukturer sænker de samlede omkostninger ved den producerede energi og gør projekter mulige.

Dybde af vandet & Afstand fra kysten

At opstille en vindmølle på land er normalt meget mere enkel end en havvindmølle. Ved offshore-konstruktion skal man tage hensyn til vanddybden for at kunne overveje undervandsstrukturer og afstanden fra kysten for at kunne lægge kabler, der skal bringe elektriciteten til markedet.

I verden af vindenergiproduktion betragtes lavt vand som noget, der er 30 m eller mindre dybt – det er normalt konventionelle tårnstrukturer, der er plantet på havbunden. Når man kommer over 30 m, er man i et overgangsområde, hvor en gitterstruktur vil blive anvendt til den undersøiske del af tårnet. Seks meter og dybere betragtes som dybt vand, og vindmøller her er forankrede halvt nedsænkbare vindmøller.

Rotorstørrelsen i møllen stiger, jo længere man kommer ud fra kysten.

Tårnstørrelse & Pitch-aktuatoren

Alle offshore-vindmøller er pitch-styret, fordi der er mere effekt pr. tårn (fængende, ikke sandt?) med bladets pitch-styring. Offshore-møller er typisk større, fordi ud over at være velegnede til konstante briser til havs er et offshore-fundament en meget større procentdel af møllens samlede omkostninger (sammenlignet med land), og det er vigtigt at presse hver eneste mulige megawatt ud af strukturen, før man bygger den næste.

Oprisen på et pitch-kontrolsystem stiger ikke væsentligt fra onshore- til offshore-anvendelser. Effekttrinnet bliver måske større, men hjernen er den samme. Af denne grund bliver pitch-aktuatoren en større procentdel af omkostningerne, når en mølle bliver mindre, men det modsatte sker også, når møllen bliver større. Med andre ord er omkostningerne ved en banebrydende pitch-aktuator en dråbe i havet for offshore-projekter.

Vindressourcens pålidelighed

Den største fordel ved offshore-vind er, at den er pålidelig og stabil. Selv på lavt vand har vinden en tendens til at være mere pålidelig end på land. De stabile passatvinde bidrager til stærke elproduktionstal på offshore-steder.

Indenlands skal vinden også konkurrere med:

• Bjerge
• Træer
• Menneskeskabte strukturer

Slid og slid

Den stabile vind offshore betyder, at der sandsynligvis vil være mere slid på turbinen. Ved at bruge stærke, velfremstillede komponenter med lang levetid vil vedligeholdelsen af havmøller til havs blive mindre problematisk.

En problematisk del af turbineafskrivning til havs er den uundgåelige saltvandskorrosion, der følger med territoriet. Turbinens materialer skal være af marinekvalitet — selv de pitch-kontrolkomponenter, der ikke er direkte udsat for vejret, skal være ekstremt korrosionsbestandige.

Vedligeholdelsesbehov

Alle vindmøller bør være så vedligeholdelsesfri som muligt — minimal nedetid er lig med maksimal profit. Men behovet for en problemfri park er størst i havmøller. Mellem det uforudsigelige vejr og de logistiske udfordringer med at nå frem til møllerne er det vanskeligt og meget dyrere at udføre vedligeholdelse på offshore-tårne end på land.

Det bliver særligt vigtigt at have en god pitch-kontrolløsning i offshore-applikationer. De bedste digitaliserede aktuatormodeller på markedet i dag er vedligeholdelsesfrie: De skal blot holdes rene med henblik på varmeafledning!

Brydning af kløften i offshore-potentialet

Det indre arbejde i offshore- og onshore-vindmøller er stort set det samme. Forskellene ligger i det sted, hvor du planter frøene til din park.

To udviklinger er med til at bygge bro over kløften mellem vindmøllevirksomhederne og potentialet i offshore. Den første er den fortsatte innovation inden for dybhavsfundamenter. Den anden er brugen af alsidige blade pitch-systemer, der kan tilpasses til større møller og minimerer risikabel vedligeholdelse.