Mądrzejsze rozmieszczenie
morskich farm wiatrowych przyspieszy transformację energetyczną i
przyniesie większe korzyści finansowe dla deweloperów oraz tańszą
energię dla społeczeństwa.
Optymalizacja rozmieszczenia farm
wiatrowych to sztuka definiowania optymalnych lokalizacji turbin
wiatrowych, kabli wewnątrz pola i konstrukcji podstacji. Stanowi ona
doskonałą okazję do zwiększenia wartości projektu.
Społeczność
akademicka przeprowadziła szeroko zakrojone badania nad numeryczną
optymalizacją rozmieszczenia farm wiatrowych, jednak w rzeczywistych
projektach jest ona rzadko stosowana. Optymalizacja rozmieszczenia farm
wiatrowych jest złożona, ponieważ jest działaniem interdyscyplinarnym.
Projekt farmy wiatrowej jest zazwyczaj podzielony na pakiety robocze
(turbina, fundamenty, kable, podstacja). Lokalizacja każdej turbiny
wpływa na koszty projektu w różnych pakietach roboczych.
Chociaż
wpływ zjawiska "wake" jest ważny, należy wziąć pod uwagę również inne
aspekty. Na przykład głębokość, która wpływa na wielkość fundamentów.
Poziomy turbulencji muszą być ograniczone. A infrastruktura przesyłowa,
przygotowanie dna morskiego i warunki geologiczne są często pomijane,
podczas gdy one również mogą mieć znaczący wpływ na koszty. Pełna
optymalizacja położenia turbin wymaga nie tylko wglądu w interakcje
między siłami natury i czynniki kosztotwórcze we wszystkich pakietach
roboczych, ale także sposobu na połączenie wszystkiego razem.
Fot. sideshore-technology.com
Nawet
obecnie optymalizacja układu farmy wiatrowej jest często wykonywana
jako prosty proces iteracyjny. Najpierw specjaliści od wydajności
projektują układ przy użyciu prostej siatki regularnej. Następnie jest
on ulepszany w kolejnych etapach, przechodząc z jednego pakietu
roboczego do drugiego. Jednak niedawno firma Sideshore Technology
opracowała oprogramowanie, w którym wszystkie czynniki kosztotwórcze są
uschematyzowane i połączone w jedną kompleksową i wydajną symulację.
Pozwala to na optymalizację układu farmy wiatrowej przy pomocy tysięcy
iteracji obliczeniowych, osiągając bezprecedensowy wzrost wartości
projektu.
Eksperci z Sideshore Technology twierdzą, że nauka o
danych i metody optymalizacji odegrają kluczową rolę w przejściu do
bardziej zrównoważonego świata. Łączą świat rozwoju projektów morskich
farm wiatrowych i wysokowydajnej optymalizacji numerycznej, aby stworzyć
optymalne układy farm wiatrowych.
Wraz z klientami z sektora
oceniają zmienne wpływające na koszty we wszystkich pakietach. Łączą je w
jeden model i automatycznie optymalizują układ farmy wiatrowej przy
użyciu autorskich technik optymalizacji i narzędzia programowego Layout
Doctor. Integracja wszystkich tych zmiennych jest skomplikowana, ale
pozwala na znaczne zwiększenie wartości projektu. Uzyskane w ten sposób
oszczędności przyczynią się do przyspieszenia transformacji
energetycznej i pozwolą na bardziej efektywne wykorzystanie obszarów
morskich farm wiatrowych.
W optymalizacji zastosowano metody
obliczeń równoległych uruchamiane na procesorach graficznych i
wielordzeniowych jednostkach centralnych. Modele kosztów uwzględniają
koszty falowania, koszty fundamentów, koszty kabli i koszty
przygotowania dna morskiego pod inwestycję. Optymalizacja uwzględnia
również warunki brzegowe projektu, takie jak minimalne odległości,
strefy wyłączenia, wymagania instalacyjne i unikanie nadmiernych
turbulencji. Uzyskane w ten sposób projekty zazwyczaj przewyższają
tradycyjne układy, pozwalając zaoszczędzić dziesiątki do setek milionów
euro w okresie eksploatacji farmy wiatrowej.
Algorytmy na naszym podwórku - optymalizacja układu farmy wiatrowej w Polsce
Ta morska farma wiatrowa stanęła przed kilkoma wyzwaniami. Zbliżała się kampania geotechniczna mająca na celu zebranie danych o gruncie w miejscach ustawienia turbin. Rozważane były różne opcje turbin. Granica terenu nie była w pełni wyznaczona, ponieważ trwały dyskusje na temat pozwoleń. Układ dostarczony przez poprzedniego konsultanta został opracowany na podstawie oceny inżynierskiej w celu zredukowania falowania. Nawet wówczas był on daleki od optymalnego.
Fot. sideshore-technology.com
Podejście ekspertów z Sideshore Technology polegało na opracowaniu modelu uwzględniającego wszystkie główne czynniki kosztowe związane z rozmieszczeniem farmy wiatrowej i obliczeniu optymalnego położenia turbin wiatrowych, biorąc pod uwagę jednocześnie wszsytkie parametry. Głównymi czynnikami kosztotwórczymi, które uwzględniono, były koszty falowania i fundamentów. Warunki brzegowe projektu wymagały, aby turbiny znajdowały się w ustalonej odległości w celu uniknięcia ryzyka wystąpienia płytkich pokładów gazu. Należało również uwzględnić turbulencje i strefy wyłączenia. Do oceny firma wykorzystała narzędzie programowe, Layout Doctor, które wykorzystuje techniki optymalizacji zaimplementowane na procesorach graficznych i wielordzeniowych procesorach centralnych do automatycznego obliczania optymalnych pozycji. W efekcie dostarczono elastyczny, zoptymalizowany układ ze znaczną redukcją efektu "wake" i zmniejszeniem ogólnej głębokości wody dla dwóch wariantów granic terenu. Projekt był gotowy przed kampanią geotechniczną.
Energetyka, OZE
Gospodarka odpadami, Recykling
Ekologia, Ochrona środowiska
E-transport, E-logistyka, E-mobilność
EkoDom, EkoBudownictwo
EkoRolnictwo, BioŻywność
Prawo, Administracja, Konsulting
Dwa największe na świecie promy wodorowe powstaną w Norwegii
Orlen wykorzystuje energię odnawialną przy wydobyciu gazu ze złoża Sleipner
Plany redukcji emisji przerosły szkocki rząd
Koszt budowy pierwszej elektrowni jądrowej rzędu 150 mld zł
Orlen otrzyma 62 mln wsparcia z UE na projekty wodorowe
Hennig-Kloska: ustawa wiatrakowa niedługo przejdzie na kolejny etap prac w KPRM
Ropa brent | 83,76 $ | baryłka | 1,33% | 11:11 |
Cyna | 23110,00 $ | tona | 0,64% | 29 lis |
Cynk | 2507,00 $ | tona | -0,87% | 29 lis |
Aluminium | 2177,00 $ | tona | 0,60% | 29 lis |
Pallad | 1021,53 $ | uncja | -1,54% | 11:10 |
Platyna | 936,30 $ | uncja | -0,31% | 11:11 |
Srebro | 25,06 $ | uncja | 0,08% | 11:11 |
Złoto | 2038,40 $ | uncja | -0,33% | 11:11 |