Morskie turbiny na granicy wytrzymałości. Rośnie prędkość wiatru
Nowe badanie pokazuje, że rosnąca prędkość wiatru - efekt ocieplania oceanów - zaczyna zagrażać morskim farmom wiatrowym. Turbiny projektowane z myślą o umiarkowanych warunkach coraz częściej przekraczają granice bezpieczeństwa.
W skrócie
- Wzrastająca prędkość wiatru związana z ocieplaniem oceanów stanowi zagrożenie dla morskich farm wiatrowych.
- Przekroczenie dopuszczalnych obciążeń prowadzi do uszkodzeń turbin, strat ekonomicznych i skrócenia ich żywotności.
- Naukowcy postulują zmianę norm projektowych, lokalizacji i wzmocnienie konstrukcji, by sprostać nowym wyzwaniom klimatycznym.
- Więcej podobnych informacji znajdziesz na stronie głównej serwisu
Kiedy huragan Melissa uderzył w Jamajkę, osiągając rekordowe prędkości, był kolejnym dowodem na to, że cieplejsze oceany napędzają ekstremalne zjawiska pogodowe. Ta sama siła, z której korzysta odnawialna energetyka, staje się dla niej poważnym zagrożeniem.
Zespół kierowany przez prof. Zhenzhonga Zenga z Southern University of Science and Technology w Chinach opublikował w Nature Communications analizę, która pokazuje, że częstotliwość występowania ekstremalnych prędkości wiatru wzrosła w 63 proc. przybrzeżnych regionów świata od 1940 r. Dane z reanalizy ERA5 wskazują, że szczególnie silne zmiany zaszły w północno-wschodnim Pacyfiku, północnym Atlantyku i strefie wiatrów zachodnich na półkuli południowej.
Zbyt dużo dobrego
Większy wiatr to większa moc, ale tylko do pewnego momentu. Gdy prędkość przekracza dopuszczalne obciążenie, łopaty turbin i przekładnie narażone są na uszkodzenia. "Ekstremalne wiatry mogą prowadzić do przedwczesnej degradacji infrastruktury, strat ekonomicznych i skrócenia żywotności turbin" - piszą autorzy badania.
Z danych wynika, że ponad 40 proc. istniejących i planowanych farm wiatrowych w Azji i Europie doświadcza dziś wiatrów przekraczających granicę 135 km/h, która stanowi limit dla turbin klasy 3. W Stanach Zjednoczonych dotyczy to nawet połowy wszystkich planowanych inwestycji, o łącznej mocy 50 GW.
"Projekty morskich farm rozwijane są w regionach, gdzie ekstremalne prędkości wiatru nasilają się" - podkreśla Yiheng Tao z Banku Światowego, współautor pracy cytowany przez Gizmodo. - "Aby zapewnić długoterminową niezawodność, konieczne jest włączenie odporności klimatycznej do standardów projektowych i wyboru lokalizacji".
Cyklony, ciepłe morza i nowe ryzyka
Autorzy wskazują, że przyczyną nasilenia ekstremów są zmiany aktywności cyklonów tropikalnych i pozatropikalnych, napędzane przez coraz cieplejsze powierzchnie oceanów. Te same procesy, które zwiększają ryzyko katastrof naturalnych dla ludzi, zagrażają teraz jednej z kluczowych technologii transformacji energetycznej.
Ekstremalne wiatry są główną przyczyną awarii turbin na morzu. Dlatego badacze postulują opracowanie nowych modeli ryzyka, wzmocnionych konstrukcji, rewizję norm projektowych i zmianę lokalizacji przyszłych farm.
Jak piszą w podsumowaniu: "Te środki będą niezbędne, by zabezpieczyć infrastrukturę wiatrową i umożliwić jej dalszy rozwój w epoce globalnego ocieplenia".
