Flytande transformatorer ska klara ”chockvågor” på 16 meter

2021-06-09 06:00  

Vindkraften spås flytta allt längre ut till havs tack vare flytande konstruktioner. Även transformatorer måste vara flytande – och klara den tuffa havsmiljön. Hitachi ABB Power Grids har arbetat på en lösning i flera år.

Den havsbaserade vindkraften som finns i världen i dag står som regel på bottenfasta fundament där vattendjupet är som mest 60 meter. Men genom att placera kraftverken på flytande plattformar som förankras med vajer i havsbottnen kan konstruktionerna placeras på mycket större djup.

Det betyder att vindkraftverken kan flytta längre ut till havs, där vindarna förväntas blåsa bättre och där människors utsikt inte riskerar att störas. För några år sedan bedömde det norska energibolaget Equinor att 80 procent av världens bästa vindlägen finns på platser där havsdjupet är större än 60 meter.

Internationella energirådet IEA uppskattade 2019 att den havsbaserade vindkraften kan femtonfaldiga sin globala kapacitet fram till 2040, mycket på grund av den pågående utvecklingen av flytande turbiner.

”Det har krävt verklig ingenjörskonst”

Kraftteknikföretaget Hitachi ABB Power Grids, med verksamhet bland annat i Ludvika, vill vara med på tåget och har lanserat nya transformatorer just för flytande vindkraft i havet.

– Havsbaserad vindkraft har en enorm potential och vi ser att en stor del av marknaden finns på djupare vatten där man inte är begränsad till 60 meters djup. I dag brukar man prata om att det finns 35-40 GW installerad havsbaserad vindkraft och framåt ser vi projekt om 50 GW som redan är i pipeline globalt. Visionen framåt är en jättemarknad, säger Tobias Hansson, Europachef för Power Transformers på Hitachi ABB Power Grids.

Läs mer: GE lanserar nytt koncept för flytande vindkraftverk 

I ungefär fem års tid har företaget utvecklat särskilda produkter för flytande transformatorstationer. Tanken är att komponenterna ska monteras på flytande plattformar som förankras i havsbotten. Själva plattformarna och förankringen ska levereras av andra företag.

Den stora utmaningen i utvecklingsarbetet har enligt företaget varit att se till att komponenterna klarar havets rörelser utan att drabbas av utmattning.

– De flytande konstruktionerna kommer att vara i ständig rörelse och utsättas för vibrationer och vågor. Våra stationer ska klara chockvågor med 15 eller 16 meters höjd och den stötkraft som de kan innebära. Det har krävt verklig ingenjörskunskap för att hitta lösningarna, säger Tobias Hansson.

Exakt hur lösningarna ser ut vill han dock inte avslöja, mer än att det handlar om att dämpa rörelser och fokusera på detaljer i de interna kopplingarna.

”Brytgränsen för likström går vid 50 eller 60 km”

Ambitionen har varit att transformatorstationerna ska ha lika lång livslängd som vindturbinerna och plattformarna, det vill säga 25 eller 30 år, men kan också utformas för längre livslängd. Därför specificerar Tobias Hansson inte någon tid.

– Vi skräddarsyr lösningarna efter kundens behov. Det kan vara så att kunden vill ha en station som håller väldigt länge eller en lättare design, säger han.

I transformatorstationen omvandlas spänningen i flera steg, det är ingen skillnad mot motsvarande stationer på land. De 33–66 kilovolt som vindsnurran genererar transformeras upp och når som regel 220 kilovolt innan elen överförs till land. Med högre spänning i överföringen minskar energiförlusterna.

Om avståndet till land är långt väljs oftast högspänd likström i stället för växelström för överföringen. Då kan transformatorstationen även förses med omriktare.

– Vid 50 eller 60 kilometer brukar vi säga att brytgränsen går för när det är mer ekonomiskt försvarbart med likströmsteknik. Men hittills har vi sett att den stora marknaden har varit på växelspänning, för projekten brukar trots allt vara nära land, säger Tobias Hansson.

Hitachi ABB Power Grids hävdar att bolaget är först med att erbjuda lösningar för transformatorer för flytande vindkraft.

Linda Nohrstedt

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt