Instalacja morskich farm wiatrowych na Morzu Bałtyckim odwróci dotychczasową sytuację, kiedy energia elektryczna jest przesyłana do regionów nadmorskich z innych części Polski. Teraz wytwarzana na Pomorzu energia będzie płynąć w głąb kraju.

Ta energia musi zostać w sposób bezpieczny i niezawodny doprowadzona kablami do lądu i znajdujących się tam stacji transformatorowych połączonych z Krajowym   System Elektroenergetycznym (KSE), którego operatorem są Polskie Sieci Elektroenergetyczne. Aby podołać temu zadaniu spółka PSE przeznaczy do 2030 roku tylko w województwie pomorskim około 4,5 mld zł na budowę lub modernizację stacji i linii przesyłowych W samym województwie pomorskim musi powstać ponad 250 kilometrów nowych napowietrznych linii najwyższych napięć oraz dwie nowe stacje elektroenergetyczne i cztery linie o napięciu 400 kV. 

Za wyprowadzenie mocy z farm wiatrowych na ląd będą odpowiedzialni deweloperzy, firmy inwestujące w morskie farmy wiatrowe. PSE wydały już warunki przyłączenia dla morskich farm wiatrowych o łącznej mocy 8,4 GW. Pierwsze z nich zaczną produkować energię elektryczną już w 2026 roku.

Energia elektryczna wytwarzana przez morskie turbiny wiatrowe jest przesyłana na ląd za pomocą szeregu systemów kablowych, które są zakopane w dnie morskim.

W przypadku morskiej farmy wiatrowej wymagane są dwa główne rodzaje kabli: kable wewnętrzne (szeregowe) (ang. array cable) łączące poszczególne turbiny wiatrowe z podstacją transformatorową na morzu (ang. offshore substation – OSS) oraz kable eksportowe (ang. export cable), które przesyłają energię elektryczną z podstacji morskiej do sieci lądowej.

Natomiast wyjście kabla eksportowego na ląd (ang. landfall) odnosi się do punktu, w którym kable przenoszące energię z morskiej farmy wiatrowej docierają do brzegu. To tutaj łączy się infrastrukturę morską z lądową i następuje wprowadzenie odnawialnej energii z wiatru do sieci elektroenergetycznej.

Kable szeregowe mają obecnie typowo 66 kV,chociaż jeszcze kilka lat temu kable 33 kV były powszechnie używane w połączeniach turbin z OSS. Wzrost do 66 kV pozwala podłączyć turbiny o większych mocach co czyni je bardziej efektywnymi.

Tymczasem kable eksportowe to kable wysokiego napięcia, które łączą podstację morską z siecią lądową. Istnieją dwa rodzaje: 3-żyłowe kable prądu przemiennego AC mają zwykle napięcie znamionowe 132-245 kV (umożliwiające eksport 350-400 MW na kabel), podczas gdy cięższe kable prądu stałego DC, zwykle używane na dłuższe odległości, maja większe przepustowości, ale generują wyższe koszty podstacji.

Projekt i wykonanie okablowania, które jest kluczowym elementem morskich farm wiatrowych oprócz samych kabli, obejmuje związane z tym prace dotyczące badań (w celu określenia trasy i konfiguracji dna morskiego oraz obecności UXO), oczyszczenia trasy, transportu kabli na miejsce, statków do układania, zakopania, wciągania kabli (do fundamentów turbiny, podstacji transformatorowej na morzu lub brzegu), podłączenia i testy elektryczne oraz systemy ochrony kabli.

Ponieważ statki do układania kabli spędzają większość czasu na morzu, są one wyposażone w najnowocześniejsze systemy, zaprojektowane specjalnie do powtarzania sekwencji instalacji dużej liczby kabli wewnętrznych, w tym najnowsze systemy ochrony linii kablowych.

Korzyści wynikające z eksploatacji takich statków to:

• sprawna instalacja okablowania,

• wysoka wydajność kopania rowów,

• niskie zużycie paliwa (dostępne rozwiązania zeroemisyjne),

• doskonałe zachowanie na morzu nawet w trudnych warunkach pogodowych.

Przegląd jednostek pływających tworzących flotę do instalacji kabli offshore

1.Kablowiec (ang. Cable Laying Vessel - CLV)

Statek rozkłada kable pomiędzy konstrukcjami morskiej farmy wiatrowej (stacja transformatorowa, fundamenty turbin) oraz wraz z zespołami techników zwanych zespołami wieżowymi instaluje je w konstrukcjach turbin. Statek ten przewozi i składuje kable do instalacji w specjalnej konstrukcji zwanej karuzelą o nośności ok. 5000 – 8000 ton.

Przykład: CLV Nexus

2.Jednostka asystująca offshore (ang. Offshore Support Vessel - OSV) z zespołami wieżowymi i systemem W2W (ang. walk to work).

Jednostka ta odpowiada za logistykę / zakwaterowanie i transfer zespołów wieżowych pomiędzy konstrukcjami fundamentów turbin. Wyposażona jest w system W2W do bezpiecznego transportu personelu pomiędzy jednostką pływającą a strukturą offshore (fundament turbiny / stacja transformatorowa). Ściśle współpracuje i koordynuje ruchy z kablowcem i jednostką zagłębiającą kable, aby zapewnić płynny proces instalacji kabli.

3.Jednostka transportowa (ang. Crew Transfer Vessel - CTV)

Statek służy do transportu personelu pomiędzy lądem a farmą wiatrową offshore. Asystuje przy transporcie personelu pomiędzy jednostkami pływającymi, a konstrukcjami offshore. Wraz z flotą helikopterów odpowiada za szybką ewakuację personelu na ląd w razie wypadku lub zagrożenia.

4.Urządzenie do zakopywania/zagłębiania kabli (ang. Trencher/Cable Burial Tool)

Zdalnie operowane urządzenie, może być zamontowane na kablowcu lub na osobnej jednostce pływającej w zależności od koncepcji. Zagłębia kabel ułożony na dnie morza do projektowanej głębokości w celu zabezpieczenia przed uszkodzeniami mechanicznymi.

Jednocześnie trzeba  pamiętać, że kabel nie może być zakopany za głęboko aby nie zwiększać strat energetycznych z powodu izolacyjności dna morskiego.

5.Statek badawczy offshore (ang. Survey Vessel)

Jednostka  ta  wykonuje pomiary i tworzy mapy na różnych etapach procesu instalacji kabli offshore. Zazwyczaj jest to pierwsza jednostka w procesie instalacji kabli, ponieważ sprawdza projektowane korytarze kablowe na wypadek różnych nieprzewidzianych przeszkód i niezidentyfikowanych obiektów. Ściśle współpracuje z kablowcem oraz jednostką zagłębiającą kable aby dostarczyć aktualne mapy i zapewnić płynność procesu instalacji kabli offshore.

Reasumując, instalacja kabli wewnętrznych i wyprowadzenie mocy z Morskiej Farmy Wiatrowej to niezwykle złożony, skomplikowany i kosztowny proces, który musi być precyzyjnie zaplanowany i przeprowadzony. Chcąc uniknąć przestojów oraz opóźnień deweloper / generalny wykonawca musi wziąć pod uwagę szereg wymienionych wcześniej czynników i uwarunkowań, aby zoptymalizować cały proces przy jednoczesnej minimalizacji i mitygacji wszelkich ryzyk.

Bardzo ważnym elementem jest również przebieg trasy kablowej, zaprojektowany tak, aby inwestycja w minimalnym stopniu ingerowała w środowisko naturalne i omijała cenne przyrodniczo obszary, zarówno na odcinku morskim jak i lądowym.

Dotyczy to również samej plaży, czyli wyprowadzenia kabla eksportowego na ląd. Celem całej operacji instalacji kabli, która trwa od około 5 miesięcy dla budowy sieci kabli wewnętrznych do ponad 8 miesięcy dla budowy kabla eksportowego, jest bezpieczne i efektywne przeslanie wytworzonej przez morskie turbiny wiatrowe energii elektrycznej do krajowej sieci elektroenergetycznej, a tym samym zwiększenie udziału energii odnawialnej z wiatru w polskim mikście energetycznym.


ENMARO oferuje usługę badań studyjnych dla kabli eksportowych farm wiatrowych. Rozwiązanie oparte na autorskim narzędziu wykorzystującym Least Cost Path Analysis - LCPA oferuje optymalizację tras i korytarzy, precyzyjne szacunki oraz minimalizację ryzyka. Wykorzystując także inne techniki analizy, dokładnie określa najbardziej efektywny korytarz, trasę i miejsce wyprowadzania mocy z morskiej farmy wiatrowej. Badania studyjne dostarczają wiarygodne wyniki i prognozy, umożliwiając lepsze przygotowanie do badań geofizycznych i projektowania korytarza oraz trasy kabla. Takie podejście minimalizuje ryzyko niewłaściwych decyzji, zapewniając solidne podstawy dla sukcesu każdego projektu.


Andrzej Wołczyk

Wiceprezes Zarządu Energy Market Observer sp. z o.o.





Warto zobaczyć również:

Finanse i ubezpieczenia farm wiatrowych

Przybliżamy tematykę zaangażowania banków i firm ubezpieczeniowych w biznes offshore wind energy