Bezpieczeństwo i utrzymanie sprawności technicznej turbin wiatrowych

Odnawialne źródła energii (OZE) odgrywają istotną rolę zarówno z punktu widzenia pojedynczych użytkowników, jak i całej gospodarki. Stąd m.in. turbiny wiatrowe stanowią coraz powszechniejszy widok w krajobrazie Polski. Są bowiem jednym z najbardziej opłacalnych, czystych i łatwo dostępnych źródeł energii na świecie. Czy jednak zastanawialiście się kiedyś, jak wygląda kwestia bezpieczeństwa, eksploatacja systemów energetyki wiatrowej oraz utrzymanie sprawności technicznej turbin wiatrowych? O tym dowiecie się z lektury niniejszego artykułu.

Turbiny wiatrowe jako źródło czystej energii

Farmy wiatrowe stanowią źródło czystej i bezpiecznej dla środowiska energii elektrycznej. Jest ona pozyskiwana z wiatru i oczywiście im częściej wieje lub im silniejszy wiatr, tym większe możliwości wytwarzania tej energii. Oczywiście projektowanie farm wiatrowych i ich budowa wiąże się z koniecznością poniesienia inwestycji, ale również przyczynia się do wielu korzyści. Wśród nich są m.in. zmniejszenie zależności od paliw kopalnych, czystsze powietrze czy niskie koszty eksploatacji. Natomiast w kontekście tradycyjnych elektrowni, należy mieć na uwadze, że związane są one nie tylko z koniecznością inwestowania w ich budowę, ale również z kosztami wynikającymi z ich dalszego użytkowania. A jak wygląda ta kwestia w przypadku turbin? Na czym polegają przeglądy techniczne elektrowni wiatrowych czy inspekcje turbin wiatrowych?

Budowa elektrowni i turbin wiatrowych

Same elektrownie wiatrowe stanowią bezpieczne źródło wytwarzania energii, pod warunkiem przestrzegania wszelkich procedur, jak chociażby przeglądy techniczne. Na elektrownie składa się wiele elementów, z których kluczowy stanowią turbiny wiatrowe. Rozważając kwestię ich serwisu i utrzymania sprawności, warto na początku zdefiniować czym w ogóle jest turbina wiatrowa. Na stronach Centralnego Instytutu Ochrony Pracy – Państwowego Instytut Badawczego można znaleźć definicję, według której turbina wiatrowa to „urządzenie zawierające wirnik turbiny, składający się piasty z łopatami oraz układami sterowania ich położeniem, zamieniające energię kinetyczną wiatru na pracę mechaniczną w postaci ruchu obrotowego wirnika. Zasadnicza część elektrowni wiatrowej, czasem z nią utożsamiana” . Turbiny wiatrowe są zatem jedynie elementem całego systemu, chociaż na tyle istotnym, że ich eksploatacja i serwisowanie mają kluczowe znaczenie.

Jak zbudowana jest turbina wiatrowa? Składa się na nią wiele elementów. Idąc od dołu, na samym spodzie znajduje się podstawa, która ma zapewnić stabilność całej konstrukcji. Nad nią znajduje się wyjście do sieci elektroenergetycznej oraz wieża z drabinką wejściową umieszczoną w środku. Na szczycie wieży znajdują się kluczowe elementy turbiny, jak serwomechanizm kierunkowania elektrowni, gondola, generator, hamulec postojowy, łopaty elektrowni wiatrowej, siłownik mechanizmu ich przestawiania i piasta.

Elementami najbardziej narażonymi na uszkodzenia są łopaty elektrowni wiatrowej, gdyż są one najmocniej obciążonymi częściami całej konstrukcji. Wiele potencjalnych zagrożeń, które mogą uszkodzić łopaty elektrowni wiatrowej, wynika z czynników zewnętrznych. Są to np. warunki atmosferyczne, takie jak uderzenia piorunów, a w okresie zimowym mogą to być uszkodzenia spowodowane oblodzeniem. Dlatego istotną rolę w utrzymaniu sprawności i zapewnieniu bezpieczeństwa systemu energetyki wiatrowej odgrywa serwis turbin wiatrowych i techniczna ocena ryzyka uszkodzeń.

Serwis turbin wiatrowych

Inspekcje turbin wiatrowych powinny być wykonywane regularnie przez wykwalifikowany personel. Osoby zajmujące się tą profesją, muszą przestrzegać m.in. zasad BHP w elektrowniach wiatrowych, gdyż wiele prac, które wykonują, zaliczanych jest do kategorii szczególnie niebezpiecznych. Przeglądy turbin wiatrowych wiążą się m.in. z wykonywaniem prac na wysokościach, a także wewnątrz urządzeń technicznych, czyli w wieży turbiny wiatrowej czy gondoli. Dlatego powinny być wykonywane przy wykorzystaniu elementów zabezpieczających, jak uprzęże i liny, a serwisanci muszą być asekurowani przez co najmniej jedną osobę przebywającą na zewnątrz, będąc z nią w stałym kontakcie.

Jakie czynności serwisowe obejmuje inspekcja i konserwacja? Konieczne jest np. sprawdzenie śmigieł pod kątem ewentualnych uszkodzeń czy pęknięć, kontrola poziomu oleju w przekładniach, sprawdzenie stanu hamulca postojowego i ewentualna wymiana okładzin lub regulacja hamulca, smarowanie łożysk itp. Wszelkie czynności serwisowe powinny być wykonywane w odpowiednich warunkach atmosferycznych i oczywiście w trakcie przerwy w pracy turbiny.

Oprócz czynności opisanych powyżej, proces serwisowania obejmuje również konserwację obwodów elektrycznych elektrowni wiatrowej. Wszystkie systemy i urządzenia zamontowane w turbinie muszą być wyposażone w odpowiednie zabezpieczenia, które mają stanowić ochronę przed ewentualnymi awariami i zakłóceniami w pracy sieci elektroenergetycznej.

Usprawnianie techniczne turbin wiatrowych

Trwający od pewnego czasu dynamiczny wzrost zainteresowania instalacjami odnawialnych źródeł energii, w tym farm wiatrowych, oznaczać będzie również rosnące zapotrzebowanie na usługi związane z ich eksploatacją i serwisowaniem. Regularne przeglądy i konserwacja turbin wiatrowych i ich poszczególnych elementów mają kluczowe znaczenie dla prawidłowej eksploatacji i pracy elektrowni wiatrowych.