Tin tức

Trong bài viết này, chúng tôi xin được giới thiệu báo cáo thống kê cho một dự án điện gió ngoài khơi ở Scandinavia về những khoảng thời gian thời tiết thuận lợi nhất cho việc sửa chữa & bảo trì tuabin trên biển.

Các nhà khoa học đã sử dụng dữ liệu thời tiết từ mô hình phân tích lại khí hậu ERA5 về: tốc độ gió, độ ẩm tương đối, nhiệt độ và nguy cơ sét đánh tại một dự án điện gió ngoài khơi ở Scandinavia. Các số liệu được trình bày bằng mức trung bình hàng tuần từ tháng 4 đến 9 giai đoạn 2000 – 2020, trong khoảng thời gian 5:00 am đến 18:00 pm.

Tiêu chí thời tiết cho hoạt động sửa chữa & bảo trì tuabin trên biển

Thời gian thời tiết thuận lợi cho hoạt động bảo trì và sửa chữa các cánh quạt tuabin trên biển (được gọi là “thời gian hoạt động” trong bài viết này) được các chuyên gia xác định là quãng thời gian kéo dài ít nhất 6 tiếng, trong đó, đáp ứng đủ các tiêu chí dưới đây:

Dữ liệu thời tiết thu thập được

Tốc độ gió thuận lợi cho hoạt động sửa chữa

Tốc độ gió trung bình tháng 4 đến tháng 9 tại Scandinavia tương đối đồng đều và thấp hơn tiêu chí kể trên (tối đa 10 m/s). Giai đoạn mà tốc độ gió cao hơn tiêu chí nhưng không đáng kể.

Độ ẩm – Yếu tố chính gây ra thời gian chết 

• Nhìn chung, độ ẩm trung bình gần ngưỡng tối đa 80% trong cả thời kỳ. Vì vậy, độ ẩm là yếu tố gây ngừng hoạt động khá thường xuyên.
• Trong quãng thời gian khảo sát theo dõi số liệu, các tuần 14 đến 24: Độ ẩm trung bình thấp hơn các tuần cuối dẫn đến thời gian hoạt động thuận lợi tăng lên.

Nhiệt độ làm 5 tuần đầu tiên không thể hoạt động

Nhiệt độ bị ảnh hưởng lớn bởi nhiệt độ nước xung quanh địa điểm, điều này thể hiện qua sự gia tăng từ từ trong mùa xuân (Hình 2). Ví dụ, nếu đó là một mùa đông lạnh giá, nước sẽ gây ra sự tăng chậm nhiệt độ vào mùa xuân. Đó là một phần lý do tại sao nhiệt độ đôi khi có thể tăng trên 10 ° C vào tuần 17 hoặc đôi khi thấp hơn vào tuần 24.

• Nhiệt độ tối đa không tăng trên 10 ° C trong 2 tuần đầu. Vì vậy thời gian hoạt động sẽ rất thấp 
• Tuần 26 – 38 có nhiệt độ tối thiểu cao trên ngưỡng cho phép. Cho nên khoảng thời gian thời tiết thuận lợi rõ rệt về nhiệt độ

Nguy cơ sét đánh K Index tương quan nhiệt độ

Tham số K Index được sử dụng để biểu thị mức độ rủi ro từ trung bình đến cao của sét. Nguy cơ sét đánh thấp nhất trong những tuần đầu tiên, sau đó tăng lên và đạt đỉnh trong những tuần mùa hè. Sau đó sẽ giảm lại trong những tuần cuối.

Khả năng thời gian thuận lợi sửa chữa & bảo trì tuabin gió sau khi kết hợp các thông số thời tiết

Trong 1 giờ

Bảng 1 thể hiện thời gian thuận lợi (trung bình theo tuần) cho mỗi thông số thời tiết riêng biệt trong 1 giờ. Tiêu chí đánh giá dựa trên Hình 0 bên trên: Tốc độ gió ở 10m tối đa 10 m/s, độ ẩm tương đối tối đa 80%, nhiệt độ ở 2m tối thiểu 10 ° C và rủi ro sét đánh K Index với ngưỡng ở 25 ° C.

Kết luận rút ra từ bảng 1:

• Tốc độ gió thuận lợi cho bảo trì tuabin hầu hết trên 90%, ngoại trừ 5 tuần cuối cùng (84-89%). Chỉ số ít giai đoạn tốc độ gió >10 m/s gây ra thời gian ngừng hoạt động.
• Độ ẩm là một yếu tố chính gây ra thời gian ngừng hoạt động, vì độ ẩm đạt tiêu chuẩn dao động trong khoảng 50-80%. Tuần 14 – 29, khả năng thời gian hoạt động là trên 60%, sau đó chỉ còn 50-60%.
• Nhiệt độ rất có thể gây ra thời gian ngừng hoạt động trong 5 tuần đầu tiên (14-18) và có thể kéo dài đến tuần 22. Sau đó, nhiệt độ không còn là yếu tố gây ra sự cố, vì phân tích cho thấy (gần) 100% nhiệt độ thuận lợi trong hầu hết các tuần còn lại.
• Nguy cơ sét đánh có khả năng xảy ra thấp hơn trong thời gian đầu – thời gian ngừng hoạt động dưới 7% trong 5 tuần đầu tiên. 
• Nguy cơ sét đánh có một phần tương quan với sự gia tăng nhiệt độ. Điều này có nghĩa là các tuần ấm nhất 27-33 (theo hình 2) có nhiều nguy cơ sét đánh. Vì vậy ngay cả khi nhiệt độ thuận lợi thì thời gian hoạt động chỉ đạt 57-67%. 

Trong 6 giờ

Bảng 2 thể hiện thời gian hoạt động kết hợp 1 giờ và 6 giờ. Đây là cửa sổ thời gian chính được yêu cầu cho báo cáo này. Kết luận rút ra từ bảng 2:

• 5-7 tuần đầu tiên không thể sửa chữa hay bảo dưỡng tuabin trên biển do ảnh hưởng từ nhiệt độ (tuần 14-22)
• Vào tuần 21, thời gian hoạt động đạt 21%. Sau đó, nó nhanh chóng tăng lên vào các tuần tiếp theo
• Tuần 22-26 là những tuần có thời gian hoạt động cao nhất 42-50%. Sau đó, thời gian hoạt động giảm, tương quan với sự gia tăng độ ẩm
• Nguy cơ sét đánh đạt mức thấp nhất trong tuần 30-32 ở mức 27-30%
• Sau tuần 33, thời gian hoạt động chỉ còn khoảng 31-38%

Kết luận

Từ sự phân tích 4 yếu tố thời tiết nói trên, các chuyên gia chia thời gian tháng 4 đến 9 hàng năm thành 4 giai đoạn:

• Giai đoạn 1, tuần 14 – 22: Không sửa chữa bảo trì tuabin gió trên biển do nhiệt độ không thuận lợi. Riêng từ tuần 17, đôi khi nhiệt độ trên 10 ° C và tăng đột ngột từ tuần 22  sẽ tạo ra 1 quãng thời gian hoạt động thuận lợi 42%.
• Giai đoạn 2, tuần 23-26: Thời gian sửa chữa bảo trì tuabin gió trên biển thuận lợi nhất 44-50% (không phải tất cả các tuần đều có thời gian hoạt động cao, một số tuần cao hơn mức trung bình và một số thấp hơn).
• Giai đoạn 3, tuần 27-34: Độ ẩm tương đối và nguy cơ sét đánh (chỉ số K) làm giảm thời gian hoạt động, thấp nhất tuần 30-34 chỉ với 25-30% thời gian hoạt động. Nếu áp suất tăng làm giảm độ ẩm tương đối và giảm thiểu nguy cơ dông bão trong thời gian này thì thời gian hoạt động tăng lên. 
• Giai đoạn 4, tuần 35-40: Thời gian hoạt động nhìn chung khoảng 35%. Tốc độ gió không thuận lợi  tăng lên trong khoảng thời gian này.
• Trong tất cả các thời kỳ, độ ẩm thường cao nhất vào buổi sáng, do đó, thời gian làm việc nhiều hơn vào buổi chiều.

Ngoài ra, không phải tất cả các tuần đều hoạt động như mức trung bình nói trên. Khí quyển (và thời tiết) là một hệ thống động, có khả năng thay đổi các điều kiện thời tiết, cả trên và dưới mức trung bình. 

Đây chính là lý do các dự án điện gió ngoài khơi cần sử dụng dự báo thời tiết biển cho mọi hoạt động xây dựng, vận hành và bảo trì. Dựa vào thông tin thời gian thời tiết thuận lợi, chủ đầu tư và nhà thầu xây dựng có thể lập kế hoạch hành động phù hợp, giảm thiểu tối đa rủi ro do thời tiết gây nên, tiết kiệm chi phí và hoàn thành dự án đúng tiến độ.