Açık deniz rüzgar enerjisi için en büyük endişe nedir? Rüzgarın olmaması değil, üretilen elektriğin iletilmemesidir. Yakın zamanda, Jiangsu Eyaleti, Rudong'un Huangshayang bölgesindeki açıkta kalan denizaltı kablosunun 20-kilometreden fazla bölümü, dolgu ve gömme inşaatını tamamladı. Bu teknik bir mesele gibi görünebilir, ancak aslında bir başka önemli güvenlik kontrol noktasından geçen Asya'daki ilk esnek doğru akım denizaltı kablo iletimi açık deniz rüzgar enerjisi projesiyle doğrudan ilgilidir.
Bu 20'den fazla kilometreyi hafife almayın. Denizaltı kablosunun arızalanması durumunda rüzgar türbinlerinin ürettiği elektrik denizde kalabilir. Yerel proje tahminlerine göre günlük kayıp birkaç milyon yuan'a ulaşabilir. Ne kadar uzun sürerse, maliyet de o kadar yüksek olur ve bunu kim karşılayabilir?
Toplam 1,1 milyon kilovat kurulu kapasiteye ve 1 milyon haneye elektrik sağlamaya yetecek kadar yıllık yaklaşık 2,4 milyar kilovat-saat enerji üretimine sahip Three Gorges H6, H10 ve CGN H8 rüzgar santrallerini kapsayan projenin kendisi hiç de küçük bir başarı değil. Kısacası bu sıradan bir mühendislik hattı değil, büyük-ölçekli açık deniz rüzgar enerjisini kıyıya istikrarlı bir şekilde getiren bir enerji iletim kanalıdır.
Peki sorun nerede? Son derece sert deniz dibi ortamında yatıyor.
Rudong'un Huangshayang bölgesi, Güney Sarı Deniz'in karmaşık gelgit kanalında yer almaktadır. Su akışı sadece hızlı değil, aynı zamanda kaotik, hızlı ve sürekli aşınıyor. Bazı bölgelerde deniz tabanı aşınarak, başlangıçta altta gömülü olan denizaltı kabloları ortaya çıktı. Denizaltı kabloları uzun süre açıkta kalırsa çapa, olta takımı ve deniz tabanı değişikliklerinden etkilenir mi? Riskler mutlaka artacak ve operasyonel güvenlik tehlikeye girecektir.
Üstelik buradaki çalışma koşulları neredeyse maksimum zorluk seviyesinde. İnşaat alanındaki maksimum akış hızı 4 ila 5 knot'a ulaşıyor ve tarihi maksimum gelgit aralığı 9,28 metre olup ülkedeki en yüksek değerlerden biridir. Kablo türleri de çok çeşitlidir; ±400kV DC denizaltı kabloları, 220kV ve 35kV AC kablolar dahil olmak üzere en büyük çapı 246 milimetredir. Ve en önemli nokta ise inşaat sırasında denizaltı kablolarının hala çalışır durumda olmasıdır. Bu, canlı kablolar, güçlü gelgit akıntıları ve karmaşık deniz tabanıyla nasıl yapılabilir?
Shanghai Yuanwei, temel ekipmanın yeni bir tür ROV veya su altı robotu olduğu bir dolgu ve gömme çözümü kullandı. Denizaltı kablolarına dokunmak için mekanik olarak kazmaz, ancak deniz tabanını hassas bir şekilde hareket ettirmek için yüksek-basınçlı su kullanır ve kabloların doğal olarak batmasına olanak tanır. Bu yaklaşımın avantajı oldukça pratiktir. Yalnızca tasarlanan gömme derinliğini sağlamakla kalmaz, aynı zamanda dış kılıfın mekanik temas hasarını da en aza indirir. Gerilim ne kadar yüksekse ve denizaltı kablosu ne kadar pahalıysa, bu "daha az temas" yaklaşımı da o kadar önemli hale geliyor. Aksi takdirde onarım maliyeti inşaat maliyetinden daha yüksek olabilir.
Asıl zorluk, bunun sadece su püskürtmek kadar basit olmamasıdır. Yapı, yüksek-hassas su altı konumlandırmayı, otonom çalışmayı ve uzaktan izleme sistemlerini birleştirir. Farklı kablo türlerine ve deniz koşullarına göre çalışma parametrelerini gerçek-zamanlı olarak ayarlayabilir. Deniz tabanı düz değildir ve denizaltı kabloları aynı özellikte değildir. Parametreler aynı şekilde uygulanırsa ya gömme derinliği yetersiz olacak ya da bozulma çok büyük olacak ve her ikisi de sorun yaratabilecektir. Artık bu yaklaşım, canlı denizaltı kablolarını karmaşık deniz koşullarında hassas bir şekilde döşeyip gömebilir ve bu adım oldukça değerlidir.
Bu konuya neden dikkat etmeye değer? Çünkü yerli açık deniz rüzgar enerjisi "hızlı kurulum"dan "kararlı iletim"e doğru ilerliyor. Geçtiğimiz birkaç yılda birçok proje daha çok kurulum hızına odaklandı. Rüzgar türbinleri inşa edildikten ve denizaltı kabloları döşendikten sonra projenin büyük oranda tamamlandığı düşünülüyordu. Ancak projeler faaliyete geçtiğinde deniz yatağı bakım ve işletmesinin uzun vadeli hesaplar olduğu-keşfedildi. Rüzgar türbini kanatlarının aksine denizaltı kabloları görünmez. Sorunlar ortaya çıktığında, bunlar genellikle ilk önce alarmlarla tespit edilir ve daha sonra kapanmalara neden olur. Araştırma ve onarım yavaş ve maliyetlidir.
Benzer durumlar Rudong'a özgü değil. Guangdong'un yakın denizindeki bazı açık deniz rüzgar çiftlikleri de geçmişte denizaltı kablosunun yeniden gömülmesi ve güçlendirilmesi- gerçekleştirmişti; aynı neden, deniz yatağı topografisindeki hızlı değişiklikler ve tayfunların ve gelgit akıntılarının üst üste gelmesinin neden olduğu önemli erozyondu. Yurt dışında da örnekleri var. Birleşik Krallık'ın Kuzey Denizi'ndeki bazı açık deniz kablo projeleri, aynı temel mantıkla, operasyon sonrasında koruyucu önlemler ekledi: Denizaltı kablolarının döşenmesi gönül rahatlığı anlamına gelmiyor. Daha sonraki bakım ve izlemenin devam etmesi gerekir.
Ancak denizaltı kablolarına maruz kalma tüm deniz alanlarında büyük ölçekte meydana gelmemektedir. Deniz yataklarının daha istikrarlı ve gelgit akıntılarının daha zayıf olduğu bazı kıyıya yakın bölgelerde, gömme sonrası işletme durumu çok daha istikrarlıdır ve gelecekte yalnızca düzenli denetimlere ihtiyaç duyulmaktadır. Bu aynı zamanda bir soruna da işaret ediyor: Açık deniz rüzgar çiftliği işletmesi ve bakımı için herkese-uygun-her şeye uygun{-tek bir çözüm yoktur. Bu hala deniz koşullarına, deniz tabanı koşullarına, kablo türlerine ve inşaat yöntemlerine bağlıdır. İşin sahada nasıl yürütüldüğü- kağıt üzerindeki planlardan daha önemlidir. Bu Rudong projesinin başka bir önemi daha var. Esnek doğru akım denizaltı kablo iletimi, açık deniz rüzgar enerjisi iletimi için üst düzey bir çözümdür. Büyük-kapasite ve uzun mesafeli güç aktarımı için uygundur ve gücü birden fazla rüzgar santralinden karaya daha verimli bir şekilde aktarabilir. Avantajları açıktır: Gücü uzun mesafelerde ve istikrarlı bir şekilde iletebilir ve büyük{15}}ölçekli üs geliştirme için uygundur. Ancak sorun burada yatıyor: Sistem ne kadar gelişmişse, denizaltı kablolarına yönelik güvenlik gereksinimleri de o kadar yüksek oluyor. Bir ana kanalın arızalanması durumunda, etki yalnızca tek bir rüzgar türbini üzerinde değil, tüm rüzgar çiftliği üzerinde olacaktır. Bu nedenle, 20-kilometreden fazla dolgu ve gömme işlemi tamamlandıktan sonra, yüzeyde sadece bir denizaltı kablosu onarımı yapılıyordu. Ancak daha derine bakıldığında, büyük ölçekli açık deniz rüzgar enerjisi projelerinin işletme ve bakım yeteneklerindeki boşluğu doldurduğu görülüyor.
Daha önce insanlar sıklıkla ekipman yerelleştirmesinin önemli olduğunu söylerdi. Artık sadece ekipmana sahip olmanın yeterli olmadığı açıkça görülüyor. Ayrıca tüm süreci tespit etme, bulma, inşa etme ve uzaktan izleme yeteneği dahil olmak üzere sistem entegrasyon yeteneklerine de sahip olunmalıdır. Bu gerçek pratik yetenektir. Sektör açısından böyle bir vakanın değeri sadece "bir kez yaptırmak" değildir. Yurtiçi açık deniz rüzgar enerjisi daha derin sulara ve daha uzak denizlere doğru ilerliyor ve deniz koşulları basitleştirmek yerine yalnızca daha karmaşık hale gelecek. Gelecekte daha fazla projede denizaltı kablosunun temizlenmesi, açığa çıkması ve-yeniden gömülmesi gibi sorunlarla karşılaşılırsa, bu çözüm yalnızca bir acil durum müdahalesi olmayacak, aynı zamanda tekrarlanabilir bir standart yaklaşım haline gelebilir. Sonuçta açık deniz rüzgar enerjisi tüm yaşam döngüsü boyunca süren bir rekabettir. Rüzgar türbinlerinin kurulumu sadece başlangıçtır. Gücün kıyıya istikrarlı bir şekilde aktarılıp aktarılamayacağı ve on ya da sekiz yıl sonra da güvenilir kalmasının mümkün olup olmadığı sorusunun cevabı genellikle deniz yüzeyinin altında yatmaktadır. Bu 20-kilometreden fazla denizaltı kablosunun Rudong'da yeniden gömülmesi yalnızca acil riskleri çözmekle kalmıyor, aynı zamanda daha sonraki benzer projeler için de örnek oluşturuyor. Deniz altındaki bu "görünmez mühendislik" konusunda başarılı olan kişi, bir sonraki büyük ölçekli açık deniz rüzgar enerjisi projelerini üstlenme konusunda daha fazla özgüvene sahip olacaktır.
