私たちは世界に電力を供給するボックスを構築します

絶えることのない風の力が支配する広大な海洋に、工学の驚異である「大きな黄色い箱」が出現します。 これらの巨大な洋上風力発電設備は、自然の生の力を利用する準備ができています。

2030 年の再生可能エネルギー目標を達成するには、英国の場合は現在の洋上風力発電容量の 5 倍（50GW まで）、ヨーロッパの場合は現在の容量の少なくとも 25 倍の増加が必要ですが、これを達成するために必要なインフラストラクチャを提供するために競い合います。 これには、洋上風力タービンの間に挟まれ、海岸から見える印象的な構造物、つまり「大きな黄色い箱」が含まれます。この記事では、風力エネルギー供給チェーンのこの重要な部分に関する事実を明らかにします。

ペトロファックと日立エナジーは、オランダ・ドイツ領北海の洋上風力発電容量の拡大に向けて、TenneTより複数年の枠組み協定を締結した

必ずしも箱型であるとは限らず (一部はオープンフレーム)、また常に黄色であるとは限りませんが、洋上風力タービンの間に置かれたこれらの構造物は、変電所または送電設備です。 これらには、タービンで生成された電気を海底ケーブルで確実に陸上に運ぶことができる電流に変換するために必要な変圧器、開閉装置、その他の電気機器が収納されています。

タービンは高圧交流 (HVAC) の形で電気を生成します。 しかし、この電力を効率的に陸上に輸送すると、風力発電所が陸地からどれだけ離れているかによって変動や損失が生じる可能性があります。 風力発電所が陸地から約 50 キロメートル以内にある場合、海底ケーブルは電力を交流 (AC) として効果的に伝送できます。 しかし、通常 70 キロメートルを超える距離の場合、タービンから受け取った AC 電流を直接高電圧電流 (HVDC) に変換し、大きな変動や損失を生じることなくケーブル経由で伝送する必要があります。

この電気機器の信頼性は、農場から送電網への安定した電力の流れを維持するために不可欠です。 これは、この機器を搭載する海洋構造物が波、風、流れ、さらには耐震性を備えていなければならないことを意味します。 ほとんどの支持構造は、腐食防止のために塗装された鋼板、チューブ、梁で構成されています。 電気機器を収容するコンテナは炭素鋼で作られており、通常は耐食性の塗料層でコーティングされています。 水中に浸されたジャケット (脚とブレース) またはモノパイル支持構造 (単一脚) は、犠牲陽極 (この話はまた別の機会に) など、他のより堅牢な耐食技術で処理されます。

「なぜ変電所、つまり送電設備は黄色なのでしょうか?」という疑問が生じます。 黄色、オレンジ、赤、黒、白は黙示的であり、警告を示す色です。 また、暗い環境でも簡単に視認できます。 自然界では、鳥、ミツバチ、カエル、ヘビは、潜在的な脅威や捕食者に対する警告として黄色を使用します。 時間の経過とともに、これらの警告色は製造環境に反映されてきました。 オフショア環境では、黄色を使用すると構造物が確実に見えるため、海洋航行が容易になります。 実際には、これは喫水線（干潮に対応するための最低点）以上から見える部分のみです。

以前は水深が風力タービン自体の制限でしたが、設計と技術の進歩により、風力発電所は現在、より深い水域に建設され、タービンは浮いた基礎構造物で支えられています。 理論的には、固定底変電所は常に、海洋の石油およびガス施設で見られる深度と同じくらい深い海域を処理できます。 これらの深さは 500 メートルにもなり、マレーシアのクアラルンプールにあるペトロナス タワーの高さを超えます。 現在、洋上変電所を浮体構造にすることを可能にする設計と開発が進行中です。これは、将来の洋上風力発電所の開発が、これまで到達できなかった場所にある可能性があることを意味します。

これらの海洋構造物に最適な形状やサイズはありませんが、風力発電所に必要な容量によって、どのような機器がどれだけプラットフォームに搭載されるかが決まります。 毎回ほぼオーダーメイドのデザインになります。 これは、Petrofac を含む TenneT の 2GW プロジェクトに協力している企業が変えようとしている点です。 TenneT の 2GW プログラムにおける主要なプロジェクト目標の 1 つは、より標準化された反復可能な設計を開発することです。これにより、より効率的な設計アプローチと、政府の目標をより早く達成するために必要な多数の「大きなイエロー ボックス」を提供するソリューションの機会が提供されます。 まさにレースは始まっている。

当社は 10 年以上にわたり、洋上風力発電セクターをサポートする能力を展開してきました。 その間、当社は英国とヨーロッパの顧客に 4GW 近くのオフショアおよび陸上送電資産 (HVAC および HVDC) を納入しました。