W naszej Akademii Brokera prowadzimy cykl pt. „Underwriting ubezpieczenia podmiotów z branży OZE”. Zapraszamy do lektury kolejnego artykułu z tej serii, w którym podejmujemy temat oceny ryzyka technicznego w odniesieniu do lądowych farm wiatrowych.
Marzec 2023 roku przyniósł nam liberalizację tzw. ustawy 10H. Dokument ten dotychczas znacząco ograniczał możliwość lokowania nowych naziemnych elektrowni wiatrowych – instalacje takie można było budować tylko tak, by ich odległość od sąsiadujących domów, lasów oraz terenów naturalnych pod ochroną była nie mniejsza niż dziesięciokrotna wysokość turbiny z uniesionymi łopatami. Nowelizacja ustawy zmniejsza tę odległość do 700 m, co daje szansę na odblokowanie w Polsce inwestycji w energetykę wiatrową. Przyjmuje się, że zmiany w przepisach pozwolą na niemal dziewięciokrotne zwiększenie powierzchni terenów potencjalnie nadających się pod inwestycje w energetykę wiatrową. Do końca obecnej dekady przełoży się to na dodatkowe 2 do 3 GW mocy zainstalowanej – ogólny potencjał lądowej energetyki wiatrowej w Polsce osiągnie wtedy 20 GW.
Ponowne otwarcie naszego kraju na energetykę wiatrową niesie za sobą szereg korzyści, ale też wyzwań takich jak m.in. świadome i odpowiedzialne zarządzanie ryzykiem ubezpieczeniowym, wynikającym z eksploatacji lądowych farm wiatrowych.
Energetyka wiatrowa – zasada działania
Energetyka wiatrowa jest powszechnie uznawana za jedno z najbardziej etycznych i ekologicznych źródeł energii odnawialnej. Prąd wyprodukowany w ten sposób nie wymaga spalania paliw kopalnych oraz nie wykorzystuje specjalistycznych ogniw, trudnych do utylizacji po ich wyeksploatowaniu. Wiatr jest odnawialnym, łatwym do wykorzystania i powszechnie występującym źródłem energii. Prąd elektryczny powstaje w turbinie, napędzanej wiatrem: jego energia kinetyczna, trafiając na opór w postaci łopat turbiny, zamieniana jest w energię mechaniczną ruchu obrotowego wirnika. Następnie za pomocą wału i przekładni przenoszona jest na generator, który przekształca ją w energię elektryczną. Ilość wyprodukowanej energii elektrycznej w równym stopniu zależy od siły wiatru oraz od wielkości zastosowanego generatora. Każda elektrownia wiatrowa jest podłączona do GPO (główny punkt odbioru), z którego z kolei energia elektryczna transferowana jest do sieci elektroenergetycznej lub magazynu energii.
Elektrownie wiatrowe możemy podzielić według kilku kategorii, np. mocy znamionowej i osi obrotu wirnika. Biorąc pod uwagę moc znamionową, instalacje dzielimy na mikro (do 100 W), małe (od 100 W do 50 kW) oraz duże (przekraczające 50 kW). Biorąc pod uwagę oś wirnika wyróżniamy instalacje o poziomej osi obrotu (HAVT) oraz o pionowej osi obrotu (VAWT). Najczęściej spotykane w polskim krajobrazie wiatraki to trzyłopatowe duże instalacje HAVT.
Zagrożenia związane z użytkowaniem lądowych farm wiatrowych
Farmy wiatrowe, jak wszystkie instalacje przeznaczone do wytwarzania energii elektrycznej, mają określone warunki bezpiecznej eksploatacji. Elektrownie te pracują najczęściej przy prędkości wiatru od 5 do 25 m/s. Produkcja energii elektrycznej przy wietrze o prędkości mniejszej niż 3 m/s przestaje być opłacalna, natomiast przy wietrze o prędkości przekraczającej 27 m/s staje się niebezpieczna. Dlatego też każda instalacja wyposażona jest w hamulec bezpieczeństwa, który zabezpiecza urządzenie przed uszkodzeniem spowodowanym niewłaściwymi parametrami pracy (zbyt silnym wiatrem). Niestety, nawet takie zabezpieczenie nie zawsze spełnia swoją rolę.
Najczęstsze szkody, jakich doświadczają lądowe farmy wiatrowe, to uszkodzenia łopat oraz pożary. Przyczyną większości tych szkód są zdarzenia podyktowane warunkami atmosferycznymi (burze i silny wiatr) oraz niewłaściwą eksploatacją i zaniedbaniami w zakresie konserwacji elektrowni (brak przeglądów lub przeglądy realizowane w niepełnym zakresie).
Czynniki wpływające na ocenę ryzyka: wiek, utrzymanie oraz pochodzenie instalacji
Pomijając szkody ogniowe oraz wynikające bezpośrednio z wyładowań atmosferycznych, najbardziej dotkliwymi szkodami są te, których przyczyną jest wiek i niewłaściwa eksploatacja lądowej farmy wiatrowej. Warta nie rekomenduje przyjmowania do ubezpieczenia instalacji starszych niż 12 lat oraz takich, które były w całości lub częściowo eksploatowane wcześniej w innej lokalizacji. Resurs, czyli czas eksploatacji gwarantujący bezpieczeństwo i sprawność użytkowania takich urządzeń, jest trudny, a często wręcz niemożliwy do ustalenia.
Mając to na uwadze Warta rekomenduje wdrożenie rozwiązań organizacyjnych mających na celu zapewnienie sprawnego funkcjonowania farmy wiatrowej. Podstawowym wymogiem jest prowadzenie obsługi technicznej elektrowni przez podmiot posiadający certyfikację producenta jako autoryzowany serwis techniczny.
W umowie z serwisem powinny zostać określone:
- wymagania techniczno-eksploatacyjne producenta,
- częstotliwość i zakres wykonywanych czynności,
- wymagania techniczne stawiane materiałom eksploatacyjnym (oleje, smary) oraz częściom zamiennym i ich zamiennikom,
- parametry kontrolne wraz z dopuszczalną tolerancją.
Wszystkie czynności serwisowe oraz parametry powinny mieć bezpośrednie odnośniki do dokumentacji technicznej producenta elektrowni właściwej dla danego typu elektrowni.
Minimalny zakres i częstotliwość kontroli stanu technicznego elektrowni wiatrowej prezentuje poniższa tabela:
| Element kontroli | Rodzaj wykonywanej czynności | Minimalna częstotliwość | |
|---|---|---|---|
| Przegląd kontrolny | Przegląd ogólny elektrowni wiatrowej wraz z towarzyszącą infrastrukturą elektroenergetyczną | 2 razy w roku | |
| Piasta | Kontrola pęknięć, korozji, powłok malarskich | Raz w roku | |
| Wał napędowy (jeżeli występuje) | Kontrola pęknięć, korozji, powłok malarskich, luzy, pomiar wibracji/analiza zapisu wibracji | Raz w roku | |
| Połączenia śrubowe | Kontrola momentu dokręcenia śrub, korozji, powłok malarskich | Raz w roku | |
| Łożyska wirnika generatora | Smarowanie, pomiar naprężeń, pomiar wibracji/analiza zapisu wibracji, luzy | Raz w roku | |
| Przekładnia | Kontrola hałasu, wibracje, smarowanie, analiza oleju przekładniowego, kontrola korozji, pęknięć | Raz w roku | |
| Układ przeniesienia napędu (całość) | Analiza wibracji na podstawie zapisu stanów dynamicznych, luzy, ciągłość elementów na podstawie markerów na obudowie, szczelność połączeń i obudowy, analiza temperatury oleju, analiza oleju | Raz w roku | |
| Smarowanie | Analiza temperatur, analiza oleju w licencjonowanym laboratorium, kontrola obecności opiłków i osadów, stan filtrów, stan uszczelnień, praca pomp, szczelność układów, smarowanie układów | Raz w roku | |
| Łożyskowanie | Analiza wibracji na podstawie zapisu stanów dynamicznych, analiza temperatury pracy | Raz w roku | |
| Generatory | Kontrola hałasu, wibracje, mocowanie do fundamentu, zużycie szczotek, stan pierścieni ślizgowych, występowanie korozji, pęknięć, izolacji Kontrola niwelacyjna (poziomowanie) | Raz w roku | |
| Łopaty wirnika | Kontrola pęknięć, pęcherzy, warstwy ochronnej, erozji, stanu ochrony odgromowej, połączeń i obwodów elektrycznych, przerwy iskrowej, luzów, połączeń śrubowych | Raz w roku | |
| Sprzęgło i hamulec | Kontrola ustawienia, czystości, pęknięć podczas postoju i w ruchu – za pomocą fiberoskopu | Raz w roku | |
| Połączenia elektryczne | Kontrola ciągłości, stanu izolacji, obecności zapaleń, wykruszeń – rekomendowane z wykorzystaniem technik termograficznych | Raz w roku | |
| Monitoring geodezyjny | Wykonanie geodezyjnych pomiarów niwelacyjnych elektrowni wiatrowej, wysokość wieży powyżej 100 m | Raz w roku |
Inne czynniki ryzyka – potrzeba automatycznych systemów gaśniczych
Podatność lądowych elektrowni wiatrowych na szkody całkowite, wynikające z oddziaływania warunków atmosferycznych (burze) oraz ognia (pożary), wynika przede wszystkim z trzech czynników:
- wysokości turbiny wiatrowej wraz z uniesionymi łopatami,
- często położenie trudnodostępnym terenie, pozbawionym wody niezbędnej do zewnętrznego gaszenia pożaru,
- braku stałych urządzeń gaśniczych chroniących newralgiczne instalacje.
W przypadku pojawienia się ognia, ze względu na znaczne odległości od posterunków nadzorowanych przez człowieka, jak również trudności z dotarciem jednostek straży pożarnej do miejsca pożaru (gondoli) po ich przybyciu na miejsce, służby niemal zawsze podejmują decyzję o kontrolowanym wypaleniu konstrukcji, a ugaszenie rozwijającego się pożaru może nastąpić wyłącznie w wyniku działania stałego urządzenia gaśniczego. Dlatego też zachęcamy, aby elektrownię wiatrową, poza systemem sygnalizacji pożarowej wyposażyć również w automatyczne systemy gaśnicze, z pośród których najlepiej sprawdzają się urządzenia wykorzystujące dwutlenek węgla oraz mgłę wodną. Tylko takie zabezpieczenia pozwalają na podjęcie skutecznej akcji gaśniczej i ograniczenie poziomu ryzyka pożarowego.
Jeżeli mają Państwo pytania, to prosimy o kontakt ze Szczepanem Bujwidem z Biura Oceny Ryzyka Technicznego: Szczepan.Bujwid@warta.pl.
