1.UVOD

Stvaranjem razlike temperatura u slojevima zraka nastaje promjena tlaka koji se

pretvara u kinetički oblik energije vjetra. Koristeći energiju vjetra može se dobiti električna

energija, tako što se kinetička energija vjetra pomoću vjetroturbine pretvara u zakretni

moment vratila, a vratilo preko električnog generatora proizvodi električnu energiju.

Razvojem industrije i povećanjem potreba za dodatnom elektičnom energijom,

razvijaju se i vjetroelektrane. U samom početku imali smo samo kopnene vjetroelektrane koje

su iskorištavale potencijal vjetra, daljnim razvojem počinje se koristiti i potencijal vjetra na

moru pomoću pučinskih off-shore vjetroelektrana. Ovi sustavi su skuplji u odnosu na

kopnene, ali gledajuči u budućnost ulaganje će se isplatiti jer je vjetropotencijal na moru veći

nego na samom kopnu. Na moru vjetar puše ravnomjernije, nema turbulencija i potrebe

izgradnje visokih stupova. Tako gledajući sa tehničke strane osnovni razlog prelaska sa

kopnenih na pučinske vjetroelektrane je veći stupanj iskorištenja. Tijekom proteklih dvadeset

godina stvarana je velika baza podataka o brzinama vjetra na moru. Tako npr. za Atantski

ocean dobiveni su podaci o relativno konstatnim brzinama vjetra od 10 do 11 m/s. Na moru

stupanj iskoristivosti prelazi i 40 %.

Suočavanjem sa problemima dubine mora i temeljenju vjetroturbina na dubinama

većim od 25 metara, počinje razvoj i upotreba plutajućih pučinskih platformi različitih

konstrukcija. Najčešće riješenje na tržištu je tronožna platforma, a ona služi kao nosač

vjetroturbina raspona snage od 3,6 do 10 MW, promjera lopatica do 150 metara i visine

središta turbine do 90 metara. Kod ovakvih platformi statička stavilnost osigurava se

primjenom zatvorenog sustava balasta u nogama, a dinamička osigurana je pločama koje su

pričvršćene na svaku nogu platforme. Ovakve se platforme usidravaju na mjestu pomoću

lanaca i polieserskih užadi.

Plutajuće vjetroelektrane i njihove inovativne konstrukcije omogućavaju iskorištenje

potencijala vjetra na moru daleko od obale. Njihova najveća prednost je ta što se grade na

obali odnosno u brodogradilištu, na konstrukciju se odmah pričvršćuju vjetroturbine. Nakon

toga slijedi ispitivanje te se po završetku odvlače sa tegljačima na zadanu lokaciju. Tako su

znatno smanjeni troškovi.

(raspodjela polozaja off shore u europi)

OFF SHORE VJETROELEKTRANE U EUROPI

Trenutno se u zemljama EU nalazi oko 50 off shore vjetroparkova. Zajedničkog kapaciteta 4

GW, mnogi od tih sustava imaju mali kapacitet u odnosu na svoju stvarnu mogućnost jer su u

testnoj fazi. Postoji još sličnih prijekata koji su u fazi gradnje, drugih 70 prijekata je tek

dobilo dozvolu, a za još njih 100 se čeka dozvola. Imamo još 140 projekata koji su

predstavljeni, ali trebaju jos dobiti potrebne dozvole. Svih 320 projekata imaju ukupni

kapacitet od 150 GW. S obzirom da su off shore vjetroenergetski sustavi skuplji od

uobičajenih varijanti proizvodnje struje, kao npr. ugljenom ili nuklearnom energijom potrebni

su državnih poticaji da bi došlo izgradnje samih. Trenutno se svi ti problemi reguliraju na

razini svake države pojedinačno. Postoje države koje nemaju potrebu za off shore

vjetroelektranama kao npr. Norveška koja svoju potrebu za energijom pokriva

hidroenergetskim sustavima.

(raspodjela polozaja off shore u europi)

U EU 60 % planiranih off shore elektrana biti će postavljeno u državama koje izdvajaju i

najveća sredstva u tu svrhu. EU je 2007 godine došla do zaključka da se 20 % od ukupne

potrebe električne energije do 2020 godine mora dobivati iz obnovljivih izvora energije, taj

proces je još ubrzan katastrofom koja se dogodila u Fukushima. Najveći potencijal

obnovljivih izvora energije imaju upravo off shore vjertoelektrane. EU je postavila cilj da se

do 2020 godine kapacitet off shore vjetroelektrana podigne na 37 GW. European Wind

Energy Association (EWEA) ( Europsko vjetroenergetsko udruženje) smatra da bi se do 2020

godine kapaciteti mogli povećati na 40 GW, a do 2030 godine na 150 GW. Države kao

Danska i Velika Britanija imaju najviše energetskih parkova. Dok postoje države kao

Norveška koje imaju veliki potencijal za off shore vjetroelektrane ali ga ne namjeravaju

iskoristiti u skoroj budućnosti iz razloga već zadovoljavajuće potrebe za električnom

energijom.

Znanstvenici tehničkog univerziteta Freiberg predstavili su princip sa kojim se

vjetroenergetski sustavi mogu postaviti na otvorenom moru daleko udaljeni od kopna, bez da

dođe do njihovog oštećenja tijekom vremenskih nepogoda. Off shore vjetroenergetski sustavi,

s današnjim metodama mogu se postaviti na dubinama do 50 metara, zbog toga je ograničen

broj mjesta njihovog pozicioniranja. Važno je napomenuti da je potencijal vjetra na

otvorenom moru mnogo veći nego na kopnu ili u blizni kopna, u pravilu vrijedi što je dubina

mora veća veće su brzine nastrujavanja vjetra iznad njega. Upravo zbog toga razloga

znasntvenici i tvrtke rade na novim tehnikama plutajućih vjetroenergetskih sustava.

Znanstvenici tehničkog univerziteta Freiberg razvili su koncept off shore sustava koji se može

instalirati i na dubinama do 800 metara. Za razliku od današnjeg načina sidrenja off shore

vjetroelektrana novi sustav nije usidren nego pluta na povšini mora. Zajedno sa drugim

institutima znanstvenici su napravili plutajuću platformu na TLP principu (Tension-leg

Platform). A princip je sljedeći vertikalni i dijagonalni elementi kod ovog sustava povezuju

plutajuće elemente tj. patformu (na kojoj je postavljena vjetroturbina), u poziciji. Od

plutajući uzgonskih elemenata (koji platfornu drže iznad vode) položena su užad vertikalno

do dna mora gdje se usidre. Od tih sidrilišta na dnu mora vode druga užad dijagonalno ka

plutajućem tijelu te se za njega pričvršćuju, na taj način cijela platforma se djelomično povlači

ka dnu te zbog toga postaje stabilna na površini mora. TLP princip pretvara off shore temelje

u jedan kruti sustav na taj način off shore sustavi na moru se ponašaju kao sustavi na kopnu,

ostaju stabilni te im vjetar i vlalovi ne ugrožavaju rad. Zbog ovoga sustava moguće je njihovo

postavljanje i na velike dubine mora. Prvi pokusi izvršeni sa sustavom u ekstreminim

uvjetima pokazali su se uspješnim te na sustavu nije bilo nikakvih oštećenja. Zbog toga će se

2013 godine postaviti pilotni uređaj TLP konstrukcije u svrhu dodatnog testiranja.

Nedavno je Švedska tvrtka Hexicon predstavila svoj koncept na plutajućoj platformi od cca.

500 metara promjera (koja je usidrena na dnu mora) nalazi se 6 velikih vjetroturbina kao i 30

malih vjetroturbina. Ispod razine mora sustav vjetroturbina potpomognut je s sustavom koji

generira struju iz kinetičke energije valova. Na ovaj način dobiven je umjetni otok koji daje i

do 69 MW čiste električne energije prikazan na slici 1 prema [http://www.cleanenergy-

project.de/erneuerbare-energien/windenergie/item/5006-schwimmende-windkraftanlagen]

2.RAZVOJ OFF-SHORE VJETROELEKTRANA