Hvert er mest áhyggjuefni fyrir vindorku á hafi úti? Það er ekki skortur á vindi, heldur vanhæfni til að flytja raforkuna sem myndast. Nýlega lauk 20-plús kílómetra kafla af óvarnum sæstreng á Huangshayang svæðinu í Rudong, Jiangsu héraði, við fyllingu og greftrun. Þetta kann að virðast tæknilegt atriði, en það er í raun beint tengt fyrsta sveigjanlega jafnstraumssæstrengsflutningi vindorkuverkefnisins á hafi úti í Asíu, sem hefur staðist annað lykilöryggiseftirlit.
Ekki vanmeta þessa 20 plús kílómetra. Ef sæstrengurinn bilar getur raforkan sem myndast af vindmyllunum festst á sjó. Samkvæmt staðbundnum verkefnaáætlunum gæti daglegt tap numið nokkrum milljónum júana. Því lengur sem það endist, því meiri kostnaður, og hver hefur efni á því?
Verkefnið sjálft er ekki lítið, það nær yfir Three Gorges H6, H10 og CGN H8 vindorkuverin, með heildaruppsett afl upp á 1,1 milljón kílóvött og árlega raforkuframleiðslu upp á um 2,4 milljarða kílóvattstunda-, nóg til að knýja 1 milljón heimila. Í stuttu máli er þetta ekki venjuleg verkfræðilína, heldur orkuflutningsrás sem færir stöðugt stór-vindorku á landi á land.
Svo, hvar er vandamálið? Það liggur í gríðarlega hörðu umhverfi hafsbotnsins.
Huangshayang-svæðið í Rudong er staðsett í flóknu sjávarfallarásinni í Suður-Gulahafi. Vatnsrennslið er ekki bara hratt heldur líka óreiðukennt, hratt og sífellt veðrandi. Á sumum svæðum hefur hafsbotninn rofnað og afhjúpað sæstrengirnir sem upphaflega voru grafnir undir. Ef sæstrengirnir standa óvarðir í langan tíma, verða þeir fyrir áhrifum af akkerum, veiðarfærum og breytingum á hafsbotni? Áhættan mun vissulega aukast og rekstraröryggið verður í hættu.
Það sem meira er, vinnuaðstæður hér eru nánast á hámarks erfiðleikastigi. Hámarksrennslishraði á framkvæmdasvæðinu nær 4 til 5 hnútum og sögulegt hámark sjávarfalla er 9,28 metrar, eitt það hæsta á landinu. Tegundir strengja eru einnig fjölbreyttar, þar á meðal ±400kV DC sæstrengir, 220kV og 35kV riðstraumssnúrar, þar sem stærsti þvermál er 246 millimetrar. Og það sem skiptir mestu máli er að sæstrengirnir eru enn í gangi meðan á framkvæmdum stendur. Hvernig er hægt að gera þetta með spennustrengjum, sterkum sjávarfallastraumum og flóknum hafsbotni?
Shanghai Yuanwei notaði uppfyllingar- og greftrunarlausn, þar sem kjarnabúnaðurinn var ný tegund af ROV, eða neðansjávarvélmenni. Það grafir ekki vélrænt til að snerta sæstrengina heldur notar háþrýstivatn til að trufla hafsbotninn nákvæmlega, sem gerir strengnum kleift að sökkva náttúrulega. Kosturinn við þessa aðferð er mjög hagnýtur. Það nær ekki aðeins hönnuðu greftrunardýptinni heldur dregur einnig úr vélrænni snertiskemmdum á ytri slíðrinu. Því hærri sem spennan er og því dýrari sem sæstrengurinn er, því mikilvægari verður þessi „snertiminna“ nálgun. Annars gæti kostnaður við viðgerð verið jafnvel hærri en byggingarkostnaður.
Raunverulega áskorunin liggur í þeirri staðreynd að það er ekki eins einfalt og bara að úða vatni. Smíðin sameinar há-nákvæmni neðansjávarstaðsetningar, sjálfvirkan rekstur og fjareftirlitskerfi. Það getur stillt rekstrarfæribreytur í rauntíma- miðað við mismunandi kapalgerðir og sjólag. Hafsbotninn er ekki flatur og sæstrengirnir eru ekki af sömu forskrift. Ef færibreytum er beitt einsleitt verður annaðhvort greftrunardýptin ófullnægjandi eða truflunin of mikil, sem hvort tveggja getur valdið vandræðum. Nú getur þessi nálgun einmitt lagt og grafið niður lifandi sæstrengi við flóknar aðstæður á sjó og er þetta skref mikils virði.
Hvers vegna er þetta mál þess virði að gefa gaum? Vegna þess að innlend vindorka á hafi úti er að færast frá „hröð uppsetningu“ í „stöðug flutning“. Undanfarin ár hafa mörg verkefni beinst meira að uppsetningarhraða. Þegar vindmyllurnar voru reistar og sæstrengir voru lagðir var verkinu talið að mestu lokið. Hins vegar, þegar verkefnin hófust, kom í ljós að viðhald og rekstur hafsbotnsins eru langtímareikningar. Ólíkt vindmyllublöðum eru sæstrengir ekki sýnilegir. Þegar vandamál koma upp eru þau oft fyrst greind með viðvörun og leiða síðan til stöðvunar. Rannsókn og viðgerð er hæg og kostnaðarsöm.
Svipaðar aðstæður eru ekki einstakar fyrir Rudong. Sumar vindorkuvera á hafi úti í nálægri sjó í Guangdong hafa einnig framkvæmt-uppgerð og styrkingu sæstrengs í fortíðinni, af sömu ástæðu og eru örar breytingar á landslagi hafsbotnsins og verulegt veðrun af völdum fellibylja og sjávarfallastrauma. Það eru líka fordæmi erlendis. Sum úthafsstrengjaverkefni í Norðursjó í Bretlandi hafa bætt við verndarráðstöfunum eftir rekstur, með sömu kjarna rökfræði: lagning sæstrengja þýðir ekki hugarró. Seinna viðhald og eftirlit verður að halda í við.
Hins vegar er váhrif sæstrengs ekki í stórum stíl á öllum hafsvæðum. Á sumum strandsvæðum með stöðugri hafsbotni og veikari sjávarfallastraumum er rekstrarstaða eftir greftrun mun stöðugri og aðeins þarf að skoða reglulega í framtíðinni. Þetta gefur einnig til kynna vandamál: það er engin ein-stærð-lausn sem hentar-fyrir rekstur og viðhald vindorkuvera á hafi úti. Það fer enn eftir aðstæðum á sjó, ástandi hafsbotnsins, strengjagerðum og byggingaraðferðum. Hvernig vinnan fer fram á-síðunni er mikilvægara en pappírsáætlanirnar. Þetta Rudong verkefni hefur líka aðra þýðingu. Sveigjanlegur jafnstraumssæstrengsflutningur er há{10}lausn fyrir vindorkuflutning á hafi úti. Það er hentugur fyrir stóra-afkastagetu og langa-orkuflutning og getur flutt kraftinn frá mörgum vindorkuverum til landsins á skilvirkari hátt. Kostirnir eru augljósir: það getur sent afl yfir langar vegalengdir og stöðugt og hentar vel fyrir grunnþróun í stórum mæli. Vandamálið liggur hins vegar hér: Því þróaðara sem kerfið er, þeim mun meiri eru öryggiskröfur til sæstrengja. Ef lykilrás bilar eru áhrifin ekki bara á eina vindmyllu heldur alla vindorkuverið. Þess vegna, eftir að 20-plús kílómetrum af fyllingu og greftrun var lokið, á yfirborðinu, var þetta bara viðgerð á sæstreng. En þegar horft var dýpra var verið að fylla í skarðið í rekstrar- og viðhaldsgetu fyrir stórar vindorkuframkvæmdir á hafi úti.
Áður fyrr sögðu menn oft að staðsetning búnaðar væri mikilvæg. Nú er ljóst að það er ekki nóg að hafa búnað einn. Maður verður líka að hafa kerfissamþættingargetu, þar á meðal getu til að greina, staðsetja, smíða og fjarfylgja öllu ferlinu. Þetta er hin raunverulega hagnýta hæfileiki. Fyrir iðnaðinn er verðmæti slíks máls ekki bara „að ná því einu sinni“. Innlend vindorka á hafinu er að færast í átt að dýpra hafsvæði og lengra sjó og aðstæður sjávar verða bara flóknari, ekki einfaldari. Ef fleiri verkefni lenda í vandræðum á borð við hreinsun sæstrengs, afhjúpun og endur-grafningu í framtíðinni mun þessi lausn ekki bara vera neyðarviðbrögð, heldur getur hún orðið að endurtaka staðlaðri nálgun. Þegar öllu er á botninn hvolft er vindorka á hafi úti samkeppni um allan líftímann. Uppsetning vindmyllanna er bara byrjunin. Hvort krafturinn geti borist stöðugt til strandar og haldist traustur eftir tíu eða átta ár, liggur svarið oft undir yfirborði sjávar. Endur-grafning þessara 20-plús kílómetra af sæstrengjum í Rudong leysir ekki aðeins bráða áhættuna heldur setur líka fordæmi fyrir síðari svipuð verkefni. Sá sem getur staðið sig vel í þessari „ósýnilegu verkfræði“ undir sjó mun hafa meira sjálfstraust til að takast á við næstu lotu stórra vindorkuframkvæmda á hafi úti.
