Siemens 3-MW Direct-Drive

Í síðasta Silfri spjallaði Egill Helgason við breskan blaðamann, Roger Boyes, sem er höfundur bókar sem nefnist Meltdown Iceland.

Þá bók hefur Orkubloggarinn enn ekki lesið. En mikið afskaplega þótti bloggaranum þetta hressandi viðtal. Svo var líka ágætt að heyra Boyes leggja áherslu á að Íslendingar geri sér verðmæti  úr skuldum sínum. Svaðalegur skuldari getur nefnilega átt ýmis tækifæri gagnvart lánadrottnum sínum.

Hvort þessi skoðun rímar við það sem Orkubloggið hefur verið að tala fyrir, um að umsnúa Icesave-deilunni yfir í víðtækan samning um uppbyggingarstarf í endurnýjanlegri orku og útflutning á grænni raforku til Evrópu, er kannski vafamál. En hvort sem þarna er samhljómur á milli eður ei, þá er Orkubloggarinn áhugasamur um að komið verði á fót fjölþjóðlegu tæknifyrirtæki, með aðalstöðvar sínar hér á landi, sem ráðist í það verkefni að leggja rafstreng frá Íslandi til Evrópu.

Reyndar virðist sú trú nokkuð útbreidd á Íslandi, að vindorka sé svo rándýr að þetta sé tóm tjara. Það er vissulega miklu hagkvæmara að virkja mikla fallhæð vatns eða virkja háhitann. Og raforka frá kolum eða jarðgasi, jafnvel með einhverjum kolefnissköttum, er líka talsvert ódýrari en frá vindorkuverum. En í Evrópu verður pólitískum markmiðum um að stórauka hlutfall endurnýjanlegrar orku ekki náð nema með því að horfa til dýrari kosta en kola og jarðgass. Og þar í sveit eru hvorki fyrir hendi möguleikar í anda Kárahnjúka né Hellisheiðar.

Þess vegna horfir ESB langmest til sólarorku annars vegar og vindorku hins vegar. Og til að ljúka þessum alltof langa inngangi, þá leyfir Orkubloggarinn sér að fullyrða að vegna landþrengsla í Evrópu og langvarandi logntímabila, séu góðar líkur á að það sé bæði rökrétt og fjárhagslega framkvæmanlegt, að að reisa stór vindorkuver á Íslandi og flytja raforkuna til Evrópu um sæstreng.

Vindorkuiðnaðinum er oftast lýst sem „þroskuðum" iðnaði. Sem er í reynd eiginlega tóm tjara. Framfarirnar í vindorkunni hafa verið talsverðar á síðustu 10-15 árum, svo ekki sé fastar að orði kveðið. Hagkvæmnin hefur stóraukist vegna tækniframfara og nú eru horfur á að enn eitt stökkið verði tekið. Töfraorðin í vindorkunni þessa dagana eru mörg - en eitt það mest spennandi er örugglega Siemens 3-MW Direct-Drive.

Þess nýjasta tækniuppfinning verkfræðisnillinganna hjá Siemens er afrakstur fimm ára þrotlausrar vinnu. Það þarf auðvitað ekki að kynna Siemens fyrir lesendum Orkubloggsins. Siemens hefur í marga áratugi starfað í orkutækninni og selur búnað í bæði vindrafstöðvar, sólarorkuver og jarðvarmavirkjanir. Svo fátt eitt sé talið. Þar á bæ eru menn alls ekki sáttir við að vera einungis 6. stærsti framleiðandi vindrafstöðva í heiminum. Og hafa sett sér það markmið að þeir nái fyrsta sætinu í alþjóðlega vindorkugeiranum strax árið 2012!

Til að svo megi verða þarf Siemens helst að geta boðið upp á byltingakennda nýjung. Vindrafstöð sem verður mun hagkvæmari en þær sem þekkjast í dag. Og þar sem hvert eitt og einasta af stóru vindorkufyrirtækjunum er á fullu að bæta túrbínurnar sínar, spaðana og annað sem lýtur að þessari tækni, þarf sprettur Siemens að verða ansið hressilegur til að fyrirtækið nái forystunni á þessum hratt vaxandi og spennandi markaði.

Baráttan stendur ekki aðeins við þekkt nöfn eins og Vestas, GE eða Gamesa. Harðasta keppnin kemur ekki síst frá Kínverjunum, hvar vindorka er á blússandi siglingu og gríðarmikil og hröð þróunarvinna er í gangi. Bæði vind- og sólarorka njóta ríkulegs stuðnings frá kínverskum stjórnvöldum og það munar um minna fyrir kínversku vindorkufyrirtækin.

En nú eru ýmsir sem spá því að Siemens kunni að takast ætlunarverk sitt um að verða stærstir. Lykilatriðið í því verði ný tegund vindrafstöðva frá Siemens, þar sem búið er að losa sig við gírbúnaðinn. Það vill nefnilega svo til að það sem hefur valdið vindorkufyrirtækjunum hvað mestum höfuðverk eru bilanir í gírbúnaði. Og sökum þess að vindrafstöðvar eru almennt ekki að skila nema um eða innan við 30% nýtingu, mega þær illa við dýru rekstrarstoppi af þessu tagi.

Þessi vandræði voru orðin svo stórfelld að árið 2007 hugleiddi meira að segja danska Vestas að draga sig út af markaðnum fyrir offshore-vinrafstöðvar. Endalaust vesen með gírana í dönsku vindrafstöðvunum þar utan við ströndina, þótti benda til þess að þar yrði nægjanlegri hagkvæmni hugsanlega aldrei náð. Árið 2008 sáu þó engillinn hann Ditlev Engel og hinir ljúflingarnir hjá Vestas að sér. Og hafa nú á ný sett allt á fullt að leita tæknilausna í því skyni að leysa gírkassavandamálin í stóru vindrafstöðvunum.

En þessi ársseinkun gæti orðið Vestas dýrkeypt. Siemens hefur nefnilega í laumi unnið í heil fimm ár að lausn þar á. Og fyrr á þessu ári (2009) kynnti Siemens svo nýja túrbínu, sem er eins konar frumgerð (prótótýpa) að stórri gírkassalausri vinrafstöð.

Þetta hafa Siemensararnir verið að dunda sér við í skógarrjóðrunum við hátæknisetrið sitt í Brande á Jótlandi. Og þeir byrja sko ekki smátt. Fyrsta gerðin sem þetta leyniteymi verðfræðipælaranna hjá Siemens kynna,  með hinum nýja búnaði, er 3 MW gírkassalaus rafstöð. Sem er einfaldlega nefnd Siemens 3MW Direct Drive Turbine.

Búnaðurinn á svo að vera kominn í sölu á næsta ári undir heitinu SWT-3.0-101. Og í dúndrandi fjöldaframleiðslu skömmu síðar. Fyrstu kaupendurnir eru auðvitað strax orðnir óþolinmóðir að prufa herlegheitin. Þetta er einfaldlega mjög spennandi.

Til marks um það hversu mikil nýjung þarna er á ferðinni, þá hefur nær allur vindorkuiðnaðurinn verið á einu máli um það s.l. þrjá áratugi að gírbúnaður sé algerlega nauðsynlegur til að ná sem mestri hagkvæmni. En nú er Siemens sem sagt búið að snúa við blaðinu. Og segja a framtíðarþróunin í vindorkunni muni byggjast á einu grundvallarhugtaki: Einfaldleika.

Það eru satt að segja engin smátíðindi þegar reynslubolti eins og risafyrirtækið Siemens tilkynnir að það sé búið á ná tökum á nýrri og ódýrri tækni, sem fækki hreyfanlegum hlutum í vindrafstöð um 50%. Markmiðið er að framleiða risastórar gírlausar vinrafstöðvar innan fárra ár; stöðvar upp á 5-10 MW. Það liggur við að Orkubloggarinn kaupi sér strax flugmiða til Billund til að kíkja á þessa frumgerð að vindrafstöðvum framtíðarinnar; þennan 90 metra háa turn við aðalstöðvar Siemens Wind í jóska smábænum Brande, með spaða sem eru 101 metri í þvermál. Og ENGIR gírar!

Það er líka athyglisvert hvernig áherslur danskra stjórnvalda á vindorku hafa dregið til sín stóran hluta af alþjóðlega vindorkuiðnaðinum. Sem lengi vel einblíndi á dönsku skattareglurnar, sem svo lengi gerðu vel við vindorkuna. En í dag eru öll þessi "dönsku" fyrirtæki í því að framleiða risastórar vindrafstöðvar fyrir allan heiminn. Hvort sem er Vestas, Siemens eða Suzlon (sem er að vísu auðvitað með aðalskrifstofu sína á Indlandi en skipuleggur sölu um allan heim frá Árósum).

Þetta er árangur framsýnnar og metnaðarfullrar orkustefnu Dana. Ætli við fáum einhvern tímann að sjá eitthvað svoleiðis hjá íslenskum stjórnvöldum? Eða er álið bara málið hér á Klakanum góða?

Athugasemdir

[Kristinn (IP-tala skráð) 9.12.2009 kl. 00:35]

Verð að segja að þessir "wind farms" erlendis eru svolítið umhverfislýti. Ef að það ætti að flytja svona orku út, yrði þá ekki að hafa þessar myllur á austurlandi upp á vegalengdir að gera? Hvar á landinu er besti vindurinn fyrir svona?

Manni finnst samt einhvernveginn að það vanti framsýni í stjórnvöld hér á landi til að hvetja til nýjunga. Maður hefur heyrt viðtöl við iðnaðarráðherra þar sem hún (Össur áður líka) er alltaf að segja að það séu aðilar að koma til hennar og vilja starta hinu og þessu. Það er eins og stjórnvöld finnist það vera nóg ef að útlendingar hafi áhuga á okkar ódýru orku að þá þurfi ekkert að pæla í að hafa vision og frumkvæði fyrir einstaklinga eða fyrirtæki hér.

[Ketill Sigurjónsson, 9.12.2009 kl. 08:52]

Það að koma gírkassanaum burt er ekki síst hugsað til að gera vindrafstöðvar utan við ströndina hagkvæmari. Þetta eru stór mannvirki og mikið áunnið með því að koma þeim sem lengst úr sjónlínu.

Líklega hentar Suðurlandið og Reykjanesið einna best fyrir stórar vindrafstöðvar hér. Þetta hefur þó enn ekki verið kannað almennilega.

[Sölvi R Sólbergsson (IP-tala skráð) 9.12.2009 kl. 17:38]

Þakka þetta áhugaverða blogg gegnum tíðina Ketill.

Minn áhugi á vindverum, er möguleiki utan hefbundinna dreifikerfa rafmagns.  Ennþá er ekki komin vindorkuver t.d. í Grímsey, sem er samfélag án tengingar við landskerfið.  Þar mætti hugsa sér heitavatnsframleiðslu og umframorka geymd í tank fyrir logndaga o.s.frv.  Sambland af vatnsorkuveri og bein dæling með vindi án rafmagns gæti minnkað stofnkostnað á vatnsvegum eða aukið innrennsli á vatni í lón virkjana sem annars rynni framhjá er annað dæmi.  Það er því eðlilegt að fylgjast með öllum framförum eins og þú gerir svo vel.  Spurningin er síðan hvað er samkeppnisfært við raforkuna hér á Íslandi.

Almennt finnst mér vindorka ekki vera valkostur vegna sjónmengunar.  Þó kunna að vera staðir sem koma til greina, þótt ég sjái þá ekki sjálfur við fyrstu sýn.  Víðsýnið er það sem við seljum ferðamönnum fyrir utan skeðinguna hjá heimsmönnum alla daga ársins ef vindver yrði byggð nálægt byggð.  Suðurland frekar en Reykjanesskaginn koma ekki til greina að mínu mati.  Turn fyrir utan spaða er hærri en hæðstu möstur háspennulína.  Línurnar eru nauðsynlegar til að flytja raforkuna óháð tegund af orkuveri.  Vatns- og jarðhitaver skapa mjög staðbundin áhrif á ásýnd lands og skerða víðsýnið lítið miðað við vindorkugarð þ.e. MW/flatarmálseinginu bæði gagnvart landnotkun orkuveranna sjálfra og töpuðu víðsýni er langtum meira í vindorkunni. 

Sölvi 

[Gudmundur Bjarnason (IP-tala skráð) 9.12.2009 kl. 19:11]

Sæll Ketill.

Áhugavert blogg hjá þér.

Ég á eftir að sjá þessa nýju tækni aður en ég kaupi hana. Nýtni getur aldrei orðið góð miðað við þann búnað sem þekktur er. 

Jú kannski luma þeir á einhverju. Aldrei að segja aldrei.

[Magnús Bjarnason (IP-tala skráð) 11.12.2009 kl. 14:51]

Þetta er mjög áhugaverðir pistlar, algjört konfekt þ.s. hugsað er út fyrir ramman. 

En hvernig ráða svona græjur við óstöðugan vind? og hvenær slá þær inn og út? Hvernig á að ráða við toppa og lægðir í framleiðslu?

Með vindorkuna og staðsetningar fyrir slík ver, ég held að það sé vert að hefja stefnumörkun í því hvar þau eigi að vera. Eins og bent hefur verið á þá er ekki að neita að vindorkuverum fylgir sjón og hljóðmengun.

Það eru nokkur svæði á Íslandi sem koma til greina þar sem sjónmengun er ekki teljandi og hljóð verður ekki vandamál t.d. Meðallandið og sandarnir, Melrakkasléttan,Skagsheið, upp á vestfjarðarkjálkanum og eflaust fleiri stöðum.

Það er ekki seinna væna en að setja upp fleiri rellur og skoða rósir. 

[Jón Erlingur Jónsson (IP-tala skráð) 14.12.2009 kl. 01:09]

Magnús

Flestar vindrafstöðvar byrja að framleiða rafmagn við 3-4 m/sek vindhraða. Rafmagnsframleiðslan vex upp að 12-14 m/sek en helst svo stöðug upp að 25-33 m/sek en þá bremsa þær sig af til að standa af sér veðrið. Vindkviður og órói i lofti jafnast út í stærri rafstöðvum, en eru ekki hagstæðar því þær slíta tækjunum, sérstaklega gírkassanum. Þess vegna er ágætt að vera laus við hann.

Vindrafstöð framleiðir rafmagn eftir því hvernig vindurinn blæs, en ekki endilega þegar mest er þörf fyrir rafmagn. Raforkufyrirtæki eru vön sveiflum í notkun (t.d. þegar þjóðin eldar kvöldmatinn) og þurfa að stýra framleiðslunni eftir henni. Með vindrafstöðvum bætast við sveiflur á framleiðslunni sem kallar á aukna stýringu, en hún getur farið fram með sama hætti og áður upp að vissu marki. Sem sagt að minnka rennsli í vatnsorkuverum þegar vindur blæs og geyma orkuna í lónum þangað til lygnir. Við stórfellda uppbyggingu á vindorkuverum dugir þetta ekki til. Þá er ein leiðin að tengjast inn á stærra raforkukerfi með sæstreng.