Alstom: al via i test di certificazione della turbina eolica offshore Haliade 150

I primi kilowatt di Haliade 150

La turbina eolica offshore di Alstom ha appena prodotto i suoi primi kilowatt sul sito di Carnet, vicino a Saint-Nazaire, nel dipartimento della Loira Atlantica (Francia). Per approntarla alla certificazione, Haliade 150 viene sottoposta a una serie di test su terraferma, prima di collocare una seconda turbina nel Mare del Nord, al largo della costa belga, alla fine del 2012 per una seconda campagna di test offshore. Con i suoi 6 MW e un rotore di 150 metri, Haliade 150 è la più grande turbina eolica offshore esistente al mondo.

Test di certificazione dei prodotti onshore e offshore
I test permettono di collaudare le diverse simulazioni (sollecitazioni, temperatura, durata, etc.) considerate nel processo di progettazione di Haliade 150, rendendo quindi possibile ritoccare e perfezionare la sua portata di esercizio. I test si svolgeranno per un periodo di circa 18 mesi.

L’analisi della curva di potenza della turbina, che determina la sua capacità di produrre efficacemente energia elettrica in base al vento, è fondamentale nel corso di questa procedura di certificazione. Una torre di misurazione, che permette di determinare con precisione le condizioni meteorologiche per lo svolgimento dei test, è stata installata vicino alla turbina eolica e centinaia di sensori sono stati posizionati in diversi punti della macchina.

Durante la fase di preconvalida attualmente in corso, la turbina eolica produce i suoi primi kilowatt a bassa tensione (0,5 MW ossia 1/12 della sua potenza nominale) per collaudare il sistema di rotazione delle pale e il trasferimento dell’energia elettrica prodotta dal generatore alla rete ad alta tensione tramite la sottostazione elettrica.

Questa fase sarà seguita da quella di convalida, nel corso della quale verrà aumentata gradualmente la produzione di energia elettrica della turbina eolica da 0,5 MW a 6 MW, in conformità con le specifiche tecniche definite per la turbina. L’obiettivo di questa fase è di garantire un tempo di esercizio minimo di 280 ore senza interruzione. Verrà effettuata una serie di misurazioni del vento, le vibrazioni, la temperatura dei magneti e il sistema di raffreddamento dell’intercapedine d’aria . Per ottenere la certificazione, la turbina eolica deve essere collaudata tre volte a una velocità di 20 m/s per 10 minuti ogni volta.

Il sito di Carnet, che è sorto sulle sponde dell’estuario della Loira, è stato scelto per le sue caratteristiche geologiche molto simili a quelle dell’ambiente sottomarino dove verranno installate le turbine eoliche. La sottostruttura di 25 metri (conosciuta come la “guaina”) è stata installata su pilastri conficcati per oltre 30 metri nel terreno, dove è stata poi gradualmente montata la torre alta 75 metri. Nell’insieme, la navicella si erge a più di 100 metri sopra il livello del suolo. La turbina eolica e la sua struttura di sostegno pesano complessivamente 1.500 tonnellate.

Tutte le apparecchiature elettriche installate sulla torre (convertitori, trasformatori, rete elettrica a bassa tensione, sistemi informatici e calcolatori) saranno sottoposte a test di verifica avanzati. Il generatore sarà sottoposto a test di misurazione della temperatura di esercizio, delle vibrazioni, della corrente e della tensione. Successivamente, verranno controllate le vibrazioni, le sollecitazioni (specialmente per quanto riguarda le pale) e i tempi di reazione dei vari componenti meccanici della turbina. Questa fase dei test di verifica sarà completata dall’analisi delle prestazioni globali della turbina e dei parametri del suo software di comando.

I test offshore permetteranno di collaudare gli aspetti della manutenzione e della connessione in condizioni di esercizio reali. Alstom e Belwind NV, il leader belga nella produzione di energia da turbine eoliche offshore, hanno firmato un contratto che riguarda l’installazione di Haliade 150 nel parco di Bligh Bank che si trova a 45 km dalle coste del Belgio, vicino al porto di Ostenda, dove sarà gestita da Belwind in concessione. La turbina Haliade 150 sarà collegata alla stazione elettrica della prima fase del campo. Il contratto ha una durata di 10 anni ed è rinnovabile per ulteriori 5 anni.

Tecnologia di avanguardia per la più grande turbina eolica
Queste turbine eoliche di nuova generazione saranno in grado di fornire energia elettrica equivalente al consumo di circa 5.000 famiglie.

Per soddisfare le gravi sfide poste dall’ambiente marino, Alstom ha sviluppato una turbina eolica da 6 MW che è semplice, robusta ed efficiente, per migliorare la competitività della sua offerta di energia eolica offshore. Semplice: questa turbina eolica funzionerà senza moltiplicatore di giri (mediante trasmissione diretta) ed è dotata di un alternatore a magneti permanenti per ridurre i costi di esercizio e di manutenzione. Robusta: Haliade 150 è dotata della tecnologia PURE TORQUER di Alstom, che protegge l’alternatore deviando le sollecitazioni indesiderate del vento verso la torre della turbina e ottimizza in tal modo le prestazioni. Infine, Haliade 150 offre una maggiore efficienza grazie al suo rotore del diametro di 150 metri (le sue pale da 73,50 metri sono le più lunghe al mondo), garantendo quindi un fattore di carico migliore.

Una prima turbina eolica costruita come una turbina di serie
La prima navicella per l’Haliade 150 è stata assemblata a Saint-Nazaire, in una fabbrica temporanea pre-serie, che produrrà circa 40 unità nei prossimi tre anni. La seconda unità è attualmente in corso di assemblaggio sempre nel medesimo sito. All’incirca 40 tra ingegneri e operatori Alstom sono impegnati in queste operazioni di assemblaggio.

L’assemblaggio inizia dal blocco centrale della turbina, che rappresenta l’interfaccia tra la torre e la navicella. Questo blocco contiene il sistema di trasmissione (che comprende un cuscinetto di sterzo), che permette di regolare la posizione della navicella rispetto alla torre, così da ridirezionare istantaneamente la navicella e le pale della turbina per catturare il vento. Per facilitare le operazioni di manutenzione, il blocco centrale è dotato di un’elisuperficie, in maniera tale che il personale di pronto intervento possa essere sollevato con un elicottero.

Nel contempo, il blocco intermedio è installato sul generatore a magneti permanenti che viene azionato direttamente dalla rotazione delle pale per produrre l’energia elettrica. Questi due blocchi – il centrale e l’intermedio – sono poi montati insieme per ricevere il rotore della turbina, su cui sono installate a rotazione le 3 pale. Questo rotore, che ha un diametro di 150 metri, è collegato in maniera da azionare direttamente il rotore del generatore. La navicella pesa complessivamente 360 tonnellate.

La fabbrica di pre-serie di Saint-Nazaire svolgerà un ruolo importante nel futuro processo di produzione delle turbine eoliche offshore. Un determinato numero di regole e di procedure sarà applicato sin dalle prime unità e, successivamente, implementato per la produzione commerciale. La produzione pre-serie è prevista nel 2013, mentre quella di serie inizierà nel 2014.

Un nuovo settore industriale per il mercato francese ed europeo
Alstom realizzerà quattro fabbriche in Francia dedicate alla produzione di componenti per le turbine eoliche offshore e al loro assemblaggio nelle aree portuali di Saint-Nazaire (Loira Atlantico) per le navicelle le e gli alternatori e Cherbourg (Manica) per le pale (in collaborazione con LM Wind Power) e le torri. Con una capacità di 100 unità l’anno ciascuna, queste quattro fabbriche saranno operative dal 2014 (per le navicelle e gli alternatori) e dal 2015 (per le torri e le pale). Nella regione Paesi della Loira, verrà inoltre creato un centro di R&D e progettazione, dedicato all’energia eolica offshore, che darà lavoro a 200 persone.

Quelli francesi saranno i primi siti Alstom al mondo interamente dedicati all’energia eolica offshore e porteranno alla creazione di 5.000 posti di lavoro specializzati a tempo indeterminato, che comprendono 1.000 assunzioni dirette. Inizialmente si occuperanno della costruzione delle 240 turbine eoliche che saranno installate nei parchi eolici francesi del Nord Atlantico a partire dal 2016. Alstom è il fornitore esclusivo del consorzio guidato da EDF Energies, che si è aggiudicato 3 dei 4 campi assegnati dal governo francese nel mese di aprile. Il consorzio comprende Dong Energy, lo specialista dell’energia danese e leader mondiale nel campo delle turbine eoliche offshore, come pure gli sviluppatori Nass & Wind e WPD Offshore.

Questo piano industriale soddisferà anche i bisogni del mercato europeo: con una capacità prevista di 40 GW entro il 2025, il mercato europeo delle turbine eoliche offshore è concentrato principalmente nel Nord Europa (Regno Unito e Germania).

Alstom
Alstom è leader globale nella produzione e generazione di energia e nelle infrastrutture ferroviarie. Rappresenta un riferimento per le tecnologie innovative e nel rispetto dell’ambiente. Alstom produce  il treno più veloce e la metropolitana automatica a maggiore capacità al mondo. Fornisce soluzioni integrate chiavi in mano per centrali elettriche e servizi associati per un’ampia varietà di fonti energetiche comprese: idroelettrica, nucleare, gas, carbone ed eolica. Offre un’ampia scelta di soluzioni per la trasmissione di energia, in particolare per le smart grid. Il Gruppo impiega 92.000 persone in 100 Paesi e nell’anno fiscale 2011/2012 ha registrato un fatturato di 20 miliardi di euro e ordini per 22 miliardi di euro.

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