Wiatraki na morzu nie wytrzymują. Mamy potężny problem
Morskie turbiny wiatrowe miały być filarem zielonej transformacji. Nowe dane pokazują jednak brutalną prawdę: wiatr przyspieszył tak bardzo, że obecne projekty konstrukcyjne przestały wystarczać.
Badania wieloletnich danych oceanicznych wykazały jednoznaczny trend: silne wiatry stają się jeszcze silniejsze. Prędkość wiatru od 1940 do 2023 r. rosła średnio o 0,016 m/s rocznie. To naprawdę ogromna wartość. Ponad 68 proc. analizowanych obszarów oceanicznych wykazuje trend wzrostowy, a w przybrzeżnych strefach, czyli dokładnie tam, gdzie buduje się farmy wiatrowe, podobny sygnał widać w 62,85 proc. regionów.
W uproszczeniu: to trochę tak, jakbyśmy budowali mosty z założeniem, że wielka wichura pojawia się raz na pół wieku, ale w nowej rzeczywistości ta wichura staje się czymś znacznie częstszym i dużo silniejszym.
Klimat zmienił charakter wiatru. Cyklony robią prawdziwą robotę destrukcyjną
Jak czytamy w opublikowanym artykule, trend tych ekstremów nie bierze się znikąd. Najwięcej zamieszania robią tu cyklony. To właśnie one odpowiadają za ponad 80 proc. najbardziej gwałtownych wydarzeń wiatrowych. W ostatnich dekadach wzrosła zarówno ich maksymalna prędkość, jak i zasięg obszarów, które obejmują. Szczególnie niepokojąca jest ekspansja cyklonów kategorii 4 i 5 (czyli takich, które generują powyżej 58 m/s) w regionie Atlantyku. To zjawisko miało do tej pory marginalny wpływ na oceany Europy, ale już przestało.
Do tego dochodzi jeszcze jedna zła wiadomość: rośnie różnica między porywami a średnią godzinową prędkością wiatru. To dokładnie ten parametr, który odpowiada za nagłe uderzenie, które w kilka sekund potrafi złamać łopatę turbiny jak zapałkę.
Już widzimy pierwsze skutki
Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna klasyfikuje turbiny według maksymalnych prędkości wiatru, dla których są projektowane. Klasa III, czyli najczęściej stosowana w Europie, zakłada 37,5 m/s. Dokładnie tyle wynosi ich limit konstrukcyjny. I właśnie tutaj zaczyna się problem. Ponad 40 proc. morskich farm wiatrowych w Europie i w Azji już dziś doświadcza prędkości wiatru przekraczających ten próg. Co gorsza, ponad 60 proc. tych lokalizacji znajduje się w trendzie wzrostowym, czyli problem będzie narastał.
W Europie aż prawie 75 proc. istniejących farm stoi w obszarach rosnącego ryzyka, a 61 z nich już dziś kwalifikuje się jako ryzyko typu II (42,5 m/s). W Azji ta skala jest jeszcze bardziej przerażająca. Aż 69 planowanych farm prawdopodobnie przekroczy granicę ryzyka typu III (50 m/s).
W 2024 r. Tajfun Yagi rozwalił 6 turbin na wyspie Hainan. Straty przekroczyły 8 mln dolarów. Ekstremalne zjawiska odpowiadają dziś za 54,9 proc. wszystkich awarii turbin wiatrowych. W zależności od typu konstrukcji pojedyncza awaria to od 640 tys. do 6,4 mln dol., czyli do 10 proc. wartości całej farmy.
Im wyższa turbina, tym większe ryzyko
Nowoczesne turbiny są naprawdę gigantyczne. W 2024 r. padł rekord: 185 metrów wysokości. To świetne rozwiązanie jeśli chodzi o generowany prąd, bo im wyżej, tym wiatr jest bardziej stabilny i mocniejszy. Tylko zapominamy o tym, że to działa w obie strony: im wyżej, tym bardziej zabójcze są ekstremalne porywy tego wiatru.
Przeczytaj także:
Co zatem zrobić? Firmy stawiające turbiny morskie powinny przede wszystkim zmienić swoją filozofię konstrukcyjną. Eksperci proponują model mocny słup – słaba łopata, czyli: niech pierwsza pęknie łopata, bo to tańsza część, niż maszt i gondola. Żeby uniknąć efektu domina, konstrukcje muszą być projektowane tak, by awaria jednej turbiny nie pociągała kolejnych.
*Źródło zdjęcia wprowadzającego: fokke baarssen / Shutterstock
