Menu

Transport elementów siłowni wiatrowych

Wstęp

Transport elementów siłowni wiatrowych od producenta do miejsca inwestycji jest problemem logistycznym. Poszczególne elementy siłowni, jak wieża, płaty wirnika , transformator, gondola, w przypadku siłowni dużych mocy >2MW potrafią ważyć kilkadziesiąt i więcej ton i mierzyć ponad 70m długości (płaty). Transport tak ciężkich i dużych gabarytowo elementów jest skomplikowany, wymaga specjalistycznych środków transportowych i osobnych wymagań dla dróg. Poniżej zostaną omówione podstawowe problemy logistyczne. Materiał  powstał na bazie szeregu publikacji i materiałów firmowych producentów turbin.

 

Dostępne rodzaje transportu dla turbin wiatrowych

 

Poszczególne elementy siłowni wiatrowych mogą być przewożone:

1. Transportem drogowym

2. Transportem kolejowym

3. Transportem morskim i rzecznym

4. Transportem lotniczym.

 

W zależności od rodzaju przewożonego elementu środki transportowe potrafią znacznie się różnić, dlatego możemy też mówić o transporcie:

a) płatów wirnika (ang. blades)

b) gondoli (ang. nacelle)

c) piasty (ang. hub)

d) elementów wieży (ang. towers)

Poniżej zostaną omówione dwie pierwsze formy transportu. Żegluga śródlądowa w naszym kraju jest jeszcze słabo rozwinięta, a wysokość w świetle mostów na wielu żeglownych rzekach na tyle niska, że nie pozwala na zadania logistyczne.  

 

Transport drogowy

 

To nadal najpopularniejsza forma transportu elementów turbin. Jego wadą jest konieczność przewożenia wszystkich elementów turbin osobno. Wyjątek mogą stanowić łopaty, które przy mniejszych rozmiarach można przewozić  po kilka sztuk, np. jako komplet dla wirnika.Wraz ze wzrostem mocy siłowni wiatrowych wzrastają też wymagania dla dróg, głównie z uwagi na coraz cięższe i dłuższe elementy. Transport drogowy w miejscu dróg publicznych musi uwzględniać:

- dopuszczalną wysokość wiaduktów

- minimalny promień skrętu taboru

- nachylenie jezdni

- wytrzymałość mechaniczną jezdni

- dopuszczalną wielkość placów do parkowania, zawracania składowania i montażu elementów.

Warto dodać, że farmy wiatrowe powstają często w miejscach trudnodostępnych o nierozbudowanej sieci dróg dojazdowych lub ich całkowitym braku, przynajmniej na końcowym odcinku. 

Według przepisów  transport turbin wiatrowych podlega przepisom transportu ponadgabarytowego, dopuszczalny nacisk na pojedynczą oś pojazdu nie powinien przekraczać 11,5 T.

 

 

Wytrzymałość mechaniczna jezdni i placu

Droga dojazdowa musi wytrzymać szereg zmiennych obciążeń pochodzących od środków transportowych, betoniarek, żurawi, itp. Według Inżyniera Budownictwa (artyk. "Drogi dojazdowe i place montażowe dla turbin wiatrowych"), minimalna wytrzymałość drogi mierzona na jej powierzchni metodą płyty statycznej lub dynamicznej powinna wynosić (moduł odkształcenia Ev2):

- 80-100 MN/m2 dla dróg dojazdowych, przy współczynniku zagęszczenia Ev2:Ev1<2,5

- 100-160 MN/m2 dla placów manewrowych żurawia samochodowego

Przy braku drogi dojazdowej do placu budowy dopuszcza sie wykonanie drogi tymczasowej o konstrukcji jak na poniższym rys. 

ozewia216.jpg

Rys. Konstrukcja nawierzchni drogowej (wg. STWiOR ST.2 transport i montaż elementów turbin)

 

ozewia217.jpgDroga tymczasowa musi posiadać odwodnienie w postaci przydrożnego rowu i spadków jednokierunkowych lub dwukierunkowych o nachyleniu minimum 2%. Przy placach manewrowych spadki są uwarunkowane użytym sprzętem dźwigowym i wynoszą odpowiednio:

-1,5-2% dla dźwigów samochodowych

- 0,5% dla dźwigów gąsienicowych

 

Nachylenie dróg

Dopuszczalna wartość nachylenia drogi dojazdowej jest związana z długością taboru i masą transportowanych elementów. Według wytycznych firmy Vestas, dopuszczalne nachylenie drogi nie powinno przekraczać 8°, co odpowiada spadkowi około 14% (są to jednak dane dla siłowni V90 o mocy 3MW).  

ozewia23.gif

 

 

Pochylenie poprzeczne drogi musi być dużo mniejsze i nie przekraczać 2° , przy większym nachyleniu istnieje niebezpieczeństwo przewrócenia się platformy.

ozewia219.jpgozewia220.jpg

Promień podłużny drogi (wypukły lub wklęsły) nie może być mniejszy niż 200 (dwieście) metrów.

ozewia24.gif

Rys. Minimalny promień podłużny drogi dla transportu turbin o mocy do 3MW (według VESTAS)

 

Jeśli droga wykonana jest tymczasowo lub jej jakość pozostawia wiele do życzenia, to dopuszczalne nierówności w obu przypadkach nie powinny przekraczać 150mm na odcinku długości 30m.

ozewia25.gif

Rys. Dopuszczalna nierówność nawierzchni dróg. (rys. VESTAS)

 

Jeśli zjazd z drogi głównej na dojazdową nie spełnia wymogów minimalnego promienia skrętu, zjazdy należy przebudować, wykonując wszystkie niezbędne elementy drogi głównej, jak np. rów przydrożny. Wielkość promienia skrętu należy ustalić z producentem turbin. na rys. poniżej przykład skrzyżowania dla turbin 1,8-3MW.

ozewia26.gif

 

Minimalna odległość od nawierzchni do przeszkody nad drogą powinna wynosić >6,6m. Przeszkody takie powinny być oznakowane na cały czas trwania budowy. Na końcu drogi dojazdowej należy przewidzieć plac manewrowy umożliwiający wycofanie i obracania pojazdu. Dopuszczalnym rozwiązaniem jest wykonanie zatoczek o wymiarach jak na poniższym rys. Zatoczki takie noszą nazwę punktów krytycznych. Ilość punktów krytycznych i ich rozmieszczenie musi być uzgodnione przed podpisaniem umowy na dostawę elementów turbin.

 ozewia27.gif

Rys. Zatoczki drogowe dla wykonywania manewrów. Poniższe wymiary umożliwiają transport obiektów o długości do 55m i szerokości do 5,5m. (rys. VESTAS). 

 

Transport łopat

Dla turbin mniejszej mocy np. 2MW łopaty można przewozić pojedynczo lub jako komplety zamocowane na platformie w koszu (fot.). To drugie rozwiązanie zastosowano np. przy budowie farm wiatrowych w Egipcie. Kosz o konstrukcji kratownicowej zapewnia ochronę łopat przed przypadkowym uszkodzeniem. Utrudnia jednak manewry na zakrętach, tym samym wybór dróg transportowych nie może być tutaj przypadkowy i musi uwzględniać minimalny promień skrętu.

ozewia218.jpg

Fot. Transport łopat turbiny o mocy 2MW w specjalnym koszu. (zdj. www.heavyliftscpecjalist.com)

 

Łopaty przewożone pojedynczo mogą być transportowane  dwoma pojazdami z których każdy ma niezależny promień skrętu, przy czym pojazd tylny może być kierowany ręcznie, przez operatora lub automatycznie.

ozewia221.jpg

Fot. Transport najdłuższych na świecie płatów (83,5m) transportem drogowym z przednią i tylną platformą, do turbiny testowej o mocy 7MW.(fot. gizmodo.com)

 

ozewia222.jpg

Fot. Pojazd z naczepą dłużycową do transportu ponadgabarytowych elementów (COLLETT)

 

 Poniżej na filmie przykład manewru skrętnego na zakręcie o kącie 90 stopni w Szkocji, przy pojeździe z naczepą dłużycową, z pomocą operatora.

 Dodajmy, że naczepy dłużycowe mogą posiadać dodatkowo siłowniki umożliwiające uniesienie transportowanych elementów na wysokość nawet 2,2m nad jezdnią co ułatwia pokonywanie rond, czy ogrodzeń na zakrętach.

Płaty siłowni wiatrowych transportowane w trudnodostępne rejony, wymagające przejazdu przez zabudowane miejscowości, tereny górskie, czy tereny leśne, często nie mieszczą się w promieniach skrętu i wymagałyby to wycięcia szeregu drzew, czy przebudowy całych skrzyżowań. W terenach górskich wyniesione brzegi dróg uniemożliwiają wręcz transport długich elementów. W takich wypadkach można stosować naczepy z siłownikami hydraulicznymi pozwalającymi na uniesienie pod kątem płatu.

ozewia223.jpg

Fot. Transport łopat w terenie górskim na platformie z siłownikiem hydraulicznym.

 

Transport wież  

Do transportu elementów wieży wykorzystywane są naczepy modułowe ze specjalnymi adapterami, naczepy niskopodwoziowe do przewozu rur lub specjalne naczepy do transportu wież elektrowni. Do przewozu dolnej części wieży o największej średnicy dochodzącej nawet do 7 m wykorzystywana jest naczepa wyposażona w specjalne lift adaptery (przedni i tylni).

ozewia224.jpg

Fot. Transport elementów wież wiatrowych (fot. Windenergy)

 

ozewia225.jpg

ozewia226.jpg

Rys. Dwa przykłady naczep wieloosiowych do transportu elementów turbin o wadze: górna - do 100 ton, dolna do 180 ton. (Windenergy)

 

 

Każdy z tych adapterów ma zdolność podniesienia ładunku na wysokość 2,2 m, co ułatwia przejazd przez ronda i wąskie zakręty na zjazdach z autostrad, gdzie przewożony ładunek często musi omijać niskie przeszkody. Hydrauliczne adaptery pozwalają podnieść ładunek bez użycia dźwigu, co jest kolejną funkcjonalnością przydatną przy tego typu ładunkach. Dodatkową pozytywną cechą jest osadzenie adapterów na wózkach lub naczepach modułowych przez obrotnicę. Tylne wózki takich zestawów posiadają osie skrętne nawet do 80 stopni.

 

ozewia227.jpg

Fot. Naczepa z platformą transportową niskopodwoziową, dla dolnych elementów wież o największej średnicy

 

ozewia228.jpg

Transport gondol, transformatorów czy piast wież wiatrowych wykonywany jest najczęściej na naczepach  niskopodwoziowych lub modułowych.

 

Fot. (po prawej) transport gondoli

siłowni wiatrowej (fot. Klaas Eissens)

 

Transport kolejowy

 

W Polsce ta forma transportu jest utrudniona ze względu na nisko zawieszoną trakcję elektryczną taboru kolejowego. Przewody trakcyjne wiszą na wysokości 5,25m co utrudnia transport większych elementów. Drugim problemem jest tzw. "skrajnia taboru"  tworząca zamkniętą linię, której żaden element przewożony wagonem kolejowym nie ma prawa przekroczyć.

ozewia229.jpg 

Rys. Skrajnia taboru kolejowego 1-SM na kolejach normalnotorowych.

 

Wymiary skrajni pokazane na rysunku obowiązujące w naszym kraju są i tak większe niż w przypadku krajów europejskich (np. wysokość wagonu z towarem aż o 55cm). Jednak nawet to nie pozwala na przewóz koleją wielu elementów siłowni wiatrowych, jak chociażby gondol, czy piast. Nie znaczy to, że kolej nie podejmuje się podobnych zleceń. Czasem, przy braku alternatywnych rozwiązań pkp cargo przyjmuje na siebie wyzwania logistyczne, jak chociażby przewóz przęsła mostowego o wadze 120 ton z Parczewa do Lasek k. Lublina. Przęsło o wysokości 8m i szerokości ponad 6m, do budowy mostu na Tyśmienicy, wymagało jednak rozebrania trakcji na długości 5km. Takie rozwiązania są niezwykle kosztowne i z pewnością nie mogą stanowić konkurencyjnej oferty dla innych form transportu. Poniżej przykłady wagonów pkp cargo do przewozu towarów ponadnormatywnych.

ozewia28.gif

ozewia29.gif

ozewia30.gif

ozewia31.gif

Rys. Przykłady wagonów pkp cargo 6-cio i więcej osiowych do przewozu materiałów które mogą przekraczać skrajnię ładunkową. Na samym dole wagon typu U o ładowności do 110 ton. (rys. według katalogu wagonów PKP cargo)

ozewia230.jpg

Fot. Przewóz transformatora o masie 96 ton wagonem serii U z platformą 16-osiową (fot. PKP cargo)

 

 

 

 

 

 

 

 

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});