W artykule przedstawiono aktualny status i potencjał rozwoju morskiej energetyki wiatrowej w Polsce oraz możliwości połączenia jej z krajowym systemem elektroenergetycznym. W tym celu omówiono ramy prawne i doświadczenia związane z klastrami energii i spółdzielniami energetycznymi, które są wykorzystywane dla lądowych źródeł OZE oraz rozpatrywanymi przez Operatora Sieci Przesyłowej modelami połączeń dla MFW. Przeanalizowano również doświadczenia innych państw w zakresie połączeń MFW-sieć. Najbardziej rozwiniętą inwestycją jest projekt budowy wyspy energetycznej na Bornholmie, do której mają zostać przyłączone niemieckie i duńskie morskie farmy wiatrowe. Wybór właściwego modelu połączenia morskiej farmy wiatrowej jest niezwykle ważny w kontekście maksymalnego wykorzystania potencjału energetycznego Bałtyku oraz zapewnienia bezpieczeństwa KSE.
EN
The article presents the current status and potential development of offshore Wind energy in Poland and the possibilities of connecting it to the National Power System. For this purpose, the legal framework and experience of energy clusters and energy cooperatives that are used for onshore RES sources and the connection models considered by the Transmission System Operator for OWFs were discussed. The experience of other countries in the field of OWP-grid connections was also analyzed. The most developed investment is the Bornholm power island project, to which Danish and German offshore wind farms will be connected. The choice of the right offshore wind farm connection model is extremely important in the context of maximizing the energy potential of the Baltic Sea and ensuring the safety of the NPS.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Budowa morskich farm wiatrowych w akwenie Morza Bałtyckiego w celu wytwarzania energii elektrycznej z wykorzystaniem odnawialnego źródła energii - wiatru. Przedsięwzięcie to jako spore wyzwanie inżynierskie ze względu na różnorodność obiektów, a także w aspekcie ochrony środowiska.
EN
Construction of offshore wind farms in the Baltic Sea area to generate electricity using a renewable energy source - wind. The undertaking as a significant engineering challenge due to the variety of facilities and also in terms of environmental protection.
Offshore wind farms are one of the most important pillars of the successful implementation of the envisaged energy turnaround. However, so far, the States are all far from reaching their targets. Therefore, a great amount of capital is needed. Since a large part of offshore wind farms is financed by debt capital, it was examined which criteria are currently prevailing on the market. The main findings are that cover ratios are the most important key figures in the decision-making process and during the term. In addition, a large number of clauses are contractually fixed to reduce the risk of default.
Coraz pilniejsza potrzeba uzupełnienia deficytu energetycznego i towarzysząca jej troska o nieszkodliwość źródeł pozyskiwania energii elektrycznej skłaniają Polskę do inwestowania w jej produkcję z odnawialnych, bezemisyjnych źródeł. Taką możliwość dają morskie elektrownie wiatrowe. Inwestycje te z uwagi na ich strategiczną rangę i bardzo wysokie koszty muszą być odpowiednio chronione przed zdarzeniami naruszającymi ich funkcjonowanie. Celem artykułu jest przedstawienie formalnoprawnych wymogów uruchomienia i działalności farm wiatrowych oraz rozpoznanie możliwości przeciwstawienia się antycypowanym niemilitarnym zagrożeniom generowanym przez użytkowników polskich obszarów morskich. Analiza systemowa i instytucjonalno-prawna pozwala na konstatacje dotyczące braku krajowych mechanizmów zapewniających skuteczną ochronę morskich farm wiatrowych. Autor rekomenduje modyfikację obowiązujących, w badanym przedmiocie, przepisów prawnych i wskazuje na wiodącą rolę ustawy o ochronie żeglugi i portów morskich, a także podmioty systemu bezpieczeństwa państwa, które powinny być zaangażowane w zabezpieczenie omawianych morskich inwestycji.
EN
The urgent need to supplement the energy deficit and the corresponding concern regarding environmental safety, is an incentive for Poland to invest in renewable, emission-free energy sources. Offshore wind farms provide such a possibility. These investments, due to their strategic importance and very high costs, must be adequately protected against potential threats. The aim of the article is to present the legal requirements for the commissioning and operating of wind farms, as well as to identify the possibilities of countering anticipated non-military threats generated by users of the Polish sea areas. The system, the institutional, and the legal analysis leads to the conclusion, that there is a lack of national mechanisms ensuring effective protection of offshore wind farms. The author recommends a modification of the legal provisions in this area and points to the leading role of the Act on the Protection of Shipping and Sea Ports, as well as the agencies of the state security system that should be involved in securing the maritime investments in question.
Doświadczenia międzynarodowe morskich farm wiatrowych pokazują, że w porównaniu z innymi komponentami elektrycznymi dotkliwość i częstotliwość awarii kabli eksportowych i międzyturbinowych są najwyższe. Ponieważ obecny stan norm międzynarodowych opiera się na doświadczeniach kabli lądowych, nadal problematyczne jest uwzględnienie rzeczywistych poważnych problemów awarii związanych z kablami dla morskich farm wiatrowych. W rezultacie systematyczne testowanie i diagnozowanie podczas: produkcji, transportu, instalacji i eksploatacji może wykluczyć lub przynajmniej zmniejszyć potencjalne ryzyko awarii podczas eksploatacji. W artykule podjęto dyskusję na temat zapewnienia jakości kabli elektroenergetycznych dla bezpieczeństwa technologicznego morskich farm wiatrowych. Przedstawione zostały różne praktyczne przykłady badania długich połączeń kabli elektroenergetycznych, a wspomniana powyżej problematyka zostanie omówiona z perspektywy kontroli jakości nowo zainstalowanych linii, jak również konserwacji linii w eksploatacji. Diagnostyka oparta na technologii tłumionego napięcia przemiennego (DAC) z monitorowaniem wyładowań niezupełnych w tym przypadku jest specjalnie omawiana w połączeniu z rzeczywistymi przykładami testów, które pokazują wyniki dotyczące badań kabli eksportowych i międzyturbinowych w farmach wiatrowych.
EN
The international experience of offshore wind farms shows that compared to other electrical components, the severity and frequency of failure of export and inter-array cables is the highest. As the current state of international standards is based on the experience of onshore cables, it is still problematic to address the real serious problems associated with cable accidents for offshore wind farms. As a result, systematic testing and diagnosis during production, transportation, installation and operation can exclude or at least reduce the potential risk of failure during operation. This article discusses the quality assurance of power cables for the technological safety of offshore wind farms. Various practical examples of testing long power cable connections will be presented, and the above-mentioned issues will be discussed from the perspective of quality control of newly installed lines as well as line maintenance in operation. The damped alternating voltage (DAC) diagnostics with PD monitoring in this case are specifically discussed in conjunction with real-world test examples that show the test results for export and inter-array cables in offshore wind farms.
Offshore wind farms can improve safety at sea because they are clearly visible landmarks at sea. Although they limit the sea area available to sailors and ships, they will increase the scope of observation of the sea traffic from land, constitute additional landmarks and, thanks to the installation of additional devices in their waters, expand the area of communication between ships and land services, and increase the scope of information on sea traffic available to the services. They also practically do not limit the possibility of observation through the farm's reservoir.
The present paper provides an overview of the current state and future trends of the offshore sector worldwide, as well as the relationship between the oil and gas (O&G) and the wind power industry offshore. Study on the offshore energy transition basis on review of literature, reports, and outlooks of main energy agencies, classification societies, and main offshore companies - their pathways and ambitions. A comparative analysis of the oil prices to their extraction at sea. Analysis of new build and scrapped drilling units, and their utilization. This is followed by correlation analysis between the emergence of new projects in O&G and wind farms offshore. The new and cheaper technology, and ambitions to reduce greenhouse (GHG) emission to zero levels, favor renewable. The results disclose that the main O&G companies start investing in renewable technologies. The offshore energy transition has already begun and accelerating. Nevertheless, full transition will take a while, as the global power demand is still too high to be covered only by a renewable source of energy. The number of annual O&G assets decommissioning is double in size compared to the new projects, and Mobile Offshore Drilling Unit (MODU) utilization average of 60%. Offshore wind develops dynamically, and the forecasts show that this trend stands at the same high level to cross a number 100 GW produced from offshore wind globally in 2025, but there is a visible lack of Mobile Offshore Wind Power Service Operations Units (MOWU). If well planned there is room for mutual benefits between O&G and wind within the offshore sector due to re-orientation measures.
In the era of renewable energy, offshore wind farms play a very important role. The number of such installations in Europe is increasing rapidly. With the growing capacity of wind turbines installed in these farms (3, 5, 10 MW), the profitability of this type of energy systems plays an increasing role. The number of wind energy turbines installed at offshore wind farms is growing constantly as well. Once installed, the power plants must be under constant technical supervision, with reliability of electronic communication systems being a particularly important aspect in the operation of offshore wind farms. Considerations focusing on this subject form the very core of this paper. After an introduction to offshore wind farms, the following aspects will be discussed: redundant topologies, e.g. multiple HiPERRings, redundant switches and routers within the backbone networks, redundancy of the transmission media used, alternative transmission technologies, e.g. WLANs (IEEE 802.11h, IEEE 802.11g). Finally, requirements applicable to reliable electronic communication systems used in offshore wind farms will be formulated.
Biofouling is a natural phenomenon that consists of the accumulation of living organisms on an artificial surface submerged or in contact with water like Offshore platforms. This study highlights the need for offshore floating wind farms structures to consider the choice of material used in offshore applications to minimize microbial-associated and corrosion problems. For this purpose, differences in the total of seawater biofouling attached on two coated paints and three ceramic coatings in carbon steel for offshore structures were evaluated and compared. All ceramic coatings were made of incorporating, by electrophoretic deposition, active ceramic particles against biofouling as copper, silver, zinc and titanium. This experiment consisted of testing ceramic coatings and conventional paints in a real environment with high biological activity and at the same time in a shallow marine environment for a period of 1 year, which provided positive comparisons with the standard system (ASTM-D3623) for using in protecting offshore marine structures.
W artykule omówiono zagadnienia związane z dotychczasowym i przyszłym rozwojem morskich elektrowni wiatrowych w kontekście zastosowanych w nich rozwiązań technicznych: turbin wiatrowych i ich wirników, generatorów, układów wyprowadzenia mocy (konwersji i transformacji), rozwiązań posadowienia turbin wiatrowych na morzu, morskich stacji kolektorowych, montażu i integracji morskich elektrowni wiatrowych oraz ich aspektów środowiskowych.
EN
The article discusses issues related to the current and future development of offshore wind farms in the context of the technical solutions: wind turbines and their rotors, generators, power evacuation systems (conversion and transformation), solutions for the foundation of offshore wind turbines, offshore collector stations, assembly and integration of offshore wind farms and their environmental aspects.
Offshore wind power is a relatively new sector of the economy with a tremendous potential for development. Its main advantage is foreseeable production and a high capacity factor, estimated at 50% (with prospects to increase to 60%), which makes it the most efficient energy source of all renewable energy technologies. In the Baltic Sea Region, Poland has the largest potential for the development of offshore wind energy. This has been reflected in plans by investors interested in offshore investments within the Polish marine areas. European energy and climate strategies, which define principles and objectives for the transformation of the European energy sector in line with the principle of sustainable development, underline the importance of offshore wind in the effort to achieve climate neutrality of the EU economy and contribute to energy security in Europe. Decision-makers in Poland endeavor to create conditions favorable to the development of the offshore wind sector. The article presents European and Polish conditions for the development of the offshore wind energy. To assess threats and opportunities for the development of the technology in Poland, the article examines whether the offshore wind potential has been included in strategic policy papers related to the development of the Polish energy sector, as well as how the state intends to support the development of the technology. A particular emphasis has been put on the latest draft of the Energy Policy of Poland until 2040 due to the crucial role of the document, since it sets directions for the development of the Polish energy sector for the next 20 years.
PL
Morska energetyka wiatrowa jest stosunkowo nowym sektorem gospodarki o ogromnym potencjale. Jej główną zaletą jest przewidywalna produkcja i wysoki współczynnik wykorzystania mocy, szacowany na poziomie 50% (w przyszłości nawet 60%), co czyni ją najbardziej efektywnym źródłem energii spośród wszystkich technologii odnawialnych. Polska posiada największy potencjał rozwoju morskiej energetyki wiatrowej w regionie Morza Bałtyckiego, co odzwierciedlają plany inwestorów przygotowujących się do realizacji inwestycji w polskich obszarach morskich. Europejskie strategie energetyczne i klimatyczne, kształtujące zasady i główne założenia transformacji europejskiego sektora energetycznego zgodnie z zasadą zrównoważonego rozwoju, podkreślają znaczenie morskiej energetyki wiatrowej w dążeniu do osiągnięcia neutralności klimatycznej gospodarki Unii Europejskie oraz jej wkładu dla zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego Europy. Również w Polsce decydenci starają się stworzyć warunki sprzyjające rozwojowi morskiej energetyki wiatrowej. Celem artykułu jest przedstawienie europejskich i polskich uwarunkowań rozwoju morskiej energetyki wiatrowej. Na potrzeby dokonania oceny szans i zagrożeń rozwoju tej technologii w Polsce przeanalizowano, czy potencjał morskiej energetyki wiatrowej został uwzględniony w kluczowych dokumentach strategicznych związanych z rozwojem polskiego sektora energetycznego, a także, w jaki sposób państwo planuje wspierać rozwój tej technologii. Szczególny nacisk położono na obecnie procedowany projekt Polityki Energetycznej Polski do roku 2040, z uwagi na nadrzędny charakter tego dokumentu, wyznaczającego kierunki rozwoju polskiej energetyki na kolejne 20 lat.
The main objective of the study concerns the legal analysis of support schemes for electricity producers, according to the published draft act on the promotion of electricity generation in offshore wind farms in Poland. Taking into account the specificity of energy production from renewable energy sources, the application of the support scheme is of key importance for popularization of investments in a particular type of installation, in the discussed case, in offshore wind farms. The research methods applied by the author are based on formal-dogmatic, linguistic and logical methods. Commenting on the introduced legal changes, the author also considered aspects of economic analysis of the law, discussing the usefulness of the proposed solutions for the development of the offshore wind energy industry. The attention should be paid to the ambitious goals set by the legislator in connection with the development of this industry, which include avoiding a generation gap in the national power system and the fulfilment of the EU energy and climate commitments by Poland. The draft act under analysis takes into account two phases of the offshore wind farm support scheme, both based on a bilateral model of a contract for difference. If the quoted draft act is passed, it will be an important step towards the promotion of electricity generation in offshore wind farms in Poland.
Rozwój morskiej energetyki wiatrowej w perspektywie najbliższych kilkunastu lat może odgrywać decydującą rolę w wypełnianiu zobowiązań dotyczących udziału energii odnawialnej w ogólnym bilansie energetycznym. Sytuacja ta nasuwa potrzebę analiz zagrożeń wynikających z przyłączenia do krajowego systemu elektroenergetycznego (KSE) morskich farm wiatrowych o mocy tysięcy MW. Eliminacja tych zagrożeń będzie wymagać nie tylko wystarczająco szerokiej regulacji przepustowości czynnego wytwarzania energii w KSE, ale także dostępu do rezerw mocy, które zapobiegają skutkom nagłych strat mocy dochodzących do tysięcy MW. Niniejsza publikacja przedstawia wybrane zagadnienia analiz możliwości przyłączenia morskich farm wiatrowych do KSE w perspektywie 2030 r. Zakres przeprowadzonych prac obejmuje analizy sieciowe, co pozwoliło określić wymagania w zakresie rozwoju KSE i oszacować niezbędne nakłady inwestycyjne.
EN
The development of offshore wind energy in the perspective of the next dozen or so years may play a decisive role in fulfilling the obligations regarding the share of renewable energy in the overall energy balance. At the same time, one should take into account the threats resulting from the connection to Polish National Power System (NPS) onshore and offshore wind farms with a capacity of thousands MW. Elimination of these threats will require not only a sufficiently wide bandwidth regulation of active power generation in the National Power System (many times wider than currently required), but also access to power reserves that prevent the effects of sudden power losses up to thousands of MW. This publication presents the possibilities of connected the offshore wind farms to the NPS in the perspective of 2030, analyzed in the framework of development works carried out by the transmission system operator. The scope of work included network analysis, which allowed to determine the requirements as to the scope of NPS development and to estimate the necessary investment costs.
The paper presents a model to coordinate the predictive-preventive maintenance process of Offshore Wind Farm (OWF) with optimal Vessel Fleet (VF) size support system. The model is presented as a bi-level problem. On the first level, the model coordinates the predictive-preventive maintenance of the OWF and the distributed Power System minimizing the risk of Expected Energy not Supply (EENS). The risk is estimated with a sequential Markov Chain Monte Carlo (MCMC) simulation model. On the second level the model determining the optimal fleet size of vessels to support maintenance activities at OWF.
Maritime subsea operations have increased significantly in size and complexity during the last decades as a result of the advances in the offshore oil industry. Despite the fact that subsea operations can involve hundreds of personnel, working together with complex technology, limited research can be found regarding the operations in the available literature. This study aims to analyze a routine subsea operation using the Distributed Situation Awareness (DSA) framework and understand how the operators on board maintain their DSA in routine operations through a case study. In order to understand how the operation unfold in complex sociotechnical systems and how situational awareness (SA) is distributed across agents and artefacts, the theoretical framework of DSA can be useful as the focus is on the interactions at a systemic level. To achieve the research objectives, a combination of qualitative methods was utilized to illustrate DSA on board a subsea vessel. Initially an observation was conducted during a live subsea survey operation to capture the interaction between personnel and instruments. Furthermore, all observed personnel were subjected to retrospective interviews to elicit further knowledge of the operation. Finally, the data was analyzed according to the propositional network approach and Hierarchical Task Analysis (HTA). The result of this study portrays the SA of a subsea survey operation as propositional networks for the main phases identified in the HTA. The main findings of the study show a significantly difference in DSA among the Bridge personnel and personnel located in the Online Control Room (ONCR). Furthermore, it was found that the dynamic of the system allowed personnel to have different level of DSA without jeopardizing the overall operation. Finally, the summary of the findings provides a basic understanding of how a routine subsea survey operation unfolds.
This paper develops an expert based framework for analysing and synthesising the ship allision risk near the offshore wind farm (OWF) on the basis of a generic Fuzzy Bayesian network and FMEA analysis. This framework is specifically intended to overcome the difficulty of using traditional risk assessment methods in OWF allision. Under the introduced framework, subjective belief degrees are assigned to model the incompleteness encountered in establishing the knowledge base. The fuzzy transformation technology is then used to introduce all judgements results under various situations. Fully, a Bayesian network is established to aggregate all relevant attributes to the conclusion and to prioritise potential allision risk level of each ship categories. A series of case studies of different ship categories are studied to illustrate the application of the proposed framework. Results show that the fishing vessel and the service vessel have a higher allision risk than the merchant vessel due to insufficient risk detection. The collision consequence of the tanker is significantly higher than other types of vessel. The framework facilitates subjective risk assessment when historical failure data is not available in their practice, which provides support to OWF-safeguarding and decision-making.
The purpose of the article is to present perspectives for the development of offshore wind farms in the leading, in this respect, country in the EU and in the world – Great Britain. Wind power plays a remarkable role in the process of ensuring energy security for Europe since in 2016 the produced wind energy met 10.4% of the European electricity demand while in 2017 it was already around 11.6%. The article analyses the capacity of wind farms, support systems offered by this country and the criteria related to the location of offshore wind farms. The research has been based on the analysis of legal acts, regulations, literature on the subject, information from websites. The article shows that in recent years, the production of energy at sea has been developing very rapidly, and the leading, in this matter, British offshore energy sector is characterised by strong governmental support.
PL
Celem artykułu było przedstawienie perspektyw rozwoju morskich farm wiatrowych w wiodącym pod tym względem kraju w Unii Europejskiej i na świecie – Wielkiej Brytanii. Energetyka wiatrowa odgrywa istotną rolę w procesie zapewnienia Europie bezpieczeństwa energetycznego, zaspokajając w 2016 r. zapotrzebowanie na energię elektryczną w 10,4%, a rok później – w 11,6%. W artykule przeanalizowano moc działających i budowanych farm wiatrowych, systemy wsparcia oferowane przez ten kraj oraz inne kryteria. Badania przeprowadzono na podstawie analizy aktów prawnych, przepisów, literatury przedmiotu oraz informacji ze stron internetowych. W artykule wykazano, że na świecie i w UE promowana jest energia odnawialna, a brytyjski sektor energetyki morskiej charakteryzuje się silnym wsparciem rządu.
Budowa i lokalizacja farm wiatrowych na Morzu Bałtyckim wymaga przeprowadzenia wielu analiz m.in. w aspekcie bezpieczeństwa tras żeglugowych. Szybki rozwój sektora morskiej energetyki wiatrowej w Europie i na świecie potwierdza olbrzymi potencjał i możliwości wytwarzania energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych, zlokalizowanych na morzu. Jednocześnie projekt energetyki wiatrowej na Bałtyku wzbudza wiele kontrowersji wśród osób związanych z rybołówstwem. W artykule rozpatrywany jest problem ingerencji farm wiatrowych w aspekcie ograniczenia możliwości nawigacyjnych statków.
EN
he construction and location of wind farms in the Baltic Sea thus requires performing multiple analyzes, among others, in terms of safety of shipping routes. The rapid development of offshore green energy sector in Europe and around the world confirms the enormous potential and opportunities for the generation of electricity from renewable energy sources. At the same time the wind energy project in the Baltic Sea raises a lot of controversy among people connected with fisheries. The article dealt with a problem of interference of wind farms in the aspect of reducing the possibilities for navigating ships.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.