Get Adobe Flash player
Follow us on Twitter

Jak profesjonalnie i konkurencyjnie układać linie kablowe średniego napięcia przy farmach wiatrowych?

W całym procesie budowy farmy wiatrowej liniom kablowym SN łączącym poszczególne turbiny, jak i farmę wiatrową z głównym punktem zasilania (GPZ) poświęca się najmniej uwagi. Oczywiście jest to nieodzowna część w fazie projektowania, lecz w trakcie budowy okablowanie jest rzeczą konieczną. Z całej infrastruktury farmy wiatrowej jest to część najmniej spektakularna, może dlatego, że po wykonanej pracy nic nie widać. Po drogach się jeździ, na fundamentach stoją potężne turbiny a kable po prostu są – zakopane na głębokości 120 cm pod ziemią.
 
Kable 
Podwójny system średniego napięcia na farmie wiatrowej Kamieńsk
 
A tak naprawdę bez odpowiednio ułożonego okablowania farma wiatrowa nie mogłaby pracować. Poprzez kable średniego napięcia energia produkowana przez turbiny wiatrowe trafia do systemu. Używając analogii - kable średniego napięcia wraz z okablowaniem telemetrycznym są systemem krwionośnym organizmu, jakim jest funkcjonująca farma wiatrowa.  
Dlatego warto poświęcić się głębiej temu zagadnieniu. Wiedząc, że okablowanie może być newralgicznym punktem systemu (lokalizacja przebicia lub zwarcia w kablach o łącznej długości nie rzadko powyżej 100 km, nie jest ani proste ani tanie), oraz biorąc pod uwagę aktualne ceny rynkowe za układanie linii SN, trzeba poważnie zastanowić się nad jedną kwestią. Na co zwracać uwagę przy układaniu kabli, montażu głowic i muf, aby w trakcie eksploatacji farmy nie okazało się, że najtańsza oferta nie zmieni się w tą najdroższą.
 
Układanie kabli SN można podzielić na poszczególne fazy:
  • Wykopanie rowu (standartowo 1,2 x 0,4 m)
  • Wysypanie podsypki
  • Ułożenie systemu razem z linką miedzianą (lub bednarką) systemu odgromowego  (wiązanie systemu, mocowanie tabliczek informacyjnych, montaż muf i głowic)
  • Zasypanie kabli piaskiem
  • Ułożenie taśmy ostrzegawczej
  • Zasypanie rowu
  • Rekultywacja terenu
W miejscach kolizji z inną infrastrukturą podziemną (gazociągi, rurociągi), jak i w przypadku przejść pod drogami, rzekami, etc. dodatkowo używa się standartowych technik bezwykopowych jak przewierty sterowane, czy przeciski.
 
Od strony technicznej zagrożenie uszkodzenia kabla występuje wszędzie tam, gdzie mamy z nim bezpośredni kontakt. A więc począwszy od rozładunku, składowania, poprzez rozwijanie, przeciąganie przez rury ochronne po wstępne zasypywanie. Aktualnie stosowane kable SN z izolacją z polietylenu usieciowanego są wbrew pozorom dość podatne na uszkodzenia. Nawet drobne zadrapania izolacji mogą skutkować przebiciami w trakcie testów napięciowych lub co gorsza przebiciami w trakcie eksploatacji.  
 
Aby zminimalizować ryzyko zadrapań kabli przez drobne kamienie mogące mieć bezpośredni kontakt z kablem, Polskie Normy przewidują użycie podsypki piaskowej. Obsypywanie kabli piaskiem nie jest jednak gwarancją, że kable nie zostaną podczas układania uszkodzone. W praktyce, pomijając niefachowo wykonane mufy przelotowe, źródłem najczęstszych uszkodzeń jest rozwijanie i przeciąganie kabli.
 
Błędne przekonanie, iż mufy przelotowe są źródłem strat, przekłada się na ograniczenie cięć kabla do minimum. Tak jak przeciąganie kabla wewnątrz rowu, przy umiejętnym i konsekwentnym użyciu rolek i pasów nie musi koniecznie nieść ze sobą niebezpieczeństw, tak w przypadku przepustów sytuacja wygląda trochę inaczej. Przeciąganie przez rury osłonowe odcinków kabla dłuższych niż 50 metrów potęguje ryzyko – nawet przy największej staranności wykonania, a niestety nie ma nic gorszego niż przebicie kabla na środku 200 metrowego przepustu.
 
Spadające ceny rynkowe prac kablowych mogą niestety negatywnie przekładać się na jakość i staranność wykonywanych robót. Zatrudnienie nisko wykwalifikowanych pracowników, użycie starych maszyn, ograniczenia w użyciu niezbędnego osprzętu (takich jak rolki, wysięgniki, pasy), połączone z presją czasu, niestety nie idą w parze z wyżej wymienionymi wymaganiami.     
 
Jak więc być konkurencyjnym na rynku a zarazem oferować optymalną jakość?
 
Kluczem jest optymalizacja tych procesów, które znacząco wpływają na koszty, przy zachowaniu należytej staranności w trakcie prac bezpośrednio przy układaniu kabli. Znaczącym faktorem w kosztorysie jest wykop rowu, zakopanie oraz rekultywacja terenu. Te czynności wykonywane są w zdecydowanej większości przypadków przez koparki lub koparko-ładowarki. Powszechność tej technologii wywodzi się przede wszystkim z szerokiego dostępu do maszyn. Nie trudno jest znaleźć nawet w najodleglejszym miejscu w kraju kilku małych firm dysponujących maszynami do robót ziemnych, oferujących pracę na bardzo korzystnych zasadach.
 
Tak więc dla wykonawcy nie jest dużym problemem wykonania prac własnym sprzętem, a w szczytach posiłkowanie się podwykonawcami. Niestety nawet wprawny operator nie jest w stanie wykopać więcej, niż możliwości maszyny, na której pracuje. Przestoje spowodowane naprawami starego sprzętu dodatkowo spowalniają roboty.
Z założenia optymalnym rozwiązaniem jest otwarcie i zamknięcie odcinka w jednym dniu, tak aby kabel nie leżał przez noc. Z jednej strony, aby nie kusić tych, którzy chętnie sprzedadzą nawet najmniejsze ilości miedzi i aluminium, a z drugiej, aby ograniczyć prawdopodobieństwo uszkodzenia kabla przez osoby trzecie.
 
Średnia długość jednego odcinka systemu średniego napięcia to około 500-600 metrów przy trasach wewnętrznych, do 1000 metrów przy trasach zewnętrznych. Zarazem maksymalna długość odcinka, który jest w stanie wykonać jedna koparka w ciągu dnia to około150 metrów. Co za tym idzie – na jednym odcinku pracuje jednocześnie kilka koparek. Większa ilość sprzętu, to większa ilość przejazdów wzdłuż wykopu, co powoduje większe zniszczenia i trudniejszą rekultywację gruntów rolnych. Rolnik, na którego polach przebiega kabel, co prawda otrzymuję odpowiednia rekompensatę za straty w plonach, lecz odszkodowanie to rzadko obejmuje straty w drugim roku, jak i w kolejnych latach.
 
Przy profesjonalnie wykonanej pracy już w drugim roku trudno stwierdzić różnice w plonach, więc takie podejście ma podstawę. Przy mocno „rozjechanym” polu niestety ziemia bardzo długo dochodzi do siebie, a różnice w wydajności można stwierdzić nawet po pięciu latach. A to może nieść za sobą niepotrzebne roszczenia, pomijając niezadowolenie właścicieli gruntów. Koparki oraz koparko-ładowarki nie są więc najodpowiedniejszym sprzętem do tego typu prac, pomimo, że są najpowszechniej stosowane.  
 
W Niemczech, jak i w innych krajach zachodniej Europy najpopularniejszym a zarazem najefektywniejszym sposobem układania kabli jest płużenie. Nowoczesne pługi, takie jak Föckersperger FSP22, są w stanie ułożyć nawet 3 systemy SN równocześnie przy dziennej wydajności sięgającej 1500 metrów. 1500 metrów gotowego systemu (maks. 3) bez potrzeby rekultywacji terenu – a więc tyle co 10 koparek – tyle, że praktycznie bez uszkodzenia gruntu, bez przemieszania warstw. Technologia niemal optymalna.
 
Foeckersperger
Pług kablowy Föckersperger FSP22
 
W Polsce pług tego typu pracował między innymi przy farmie wiatrowej Dobrzyń nad Wisłą oraz w Margoninie. W Dobrzyniu dodatkowo pracował pług wibracyjny firmy Ditch Witch. Pomimo szerokiego zainteresowania od strony inwestorów tego typu technologią, w praktyce nie odniosła ona w naszym kraju znaczącego sukcesu., a to głównie za sprawą niedokładnych map melioracyjnych lub ich braku. Pług układając kable rozcina ziemię i zarazem przecina wszystko co jest po drodze na głębokości do 1,2 metra. Przy braku znajomości podziemnej infrastruktury niestety są również przecinane rury melioracyjne. Z tego właśnie powodu większość spółek melioracyjnych w Polsce nie zgadza się na układanie kabli metodą płużenia.   
 
Jest jednak inna metoda, która już się w Polsce sprawdziła i ma szanse na szerokie zastosowanie w branży energetyki wiatrowej: Frez ziemny lub inaczej trencher. Małe frezy ziemne miały już w naszym kraju szerokie zastosowanie przy układaniu kabli telefonicznych oraz światłowodów. Duże urządzenia miały zastosowanie przy układaniu rurociągów i gazociągów.
Frezy o szerokości wykopu między 40 a 60 cm przy głębokości do 150 cm to w Polsce jeszcze rzadkość. Przy budowie zewnętrznej trasy farmy wiatrowej Dobrzyń nad Wisłą około 5 kilometrów trasy zostały wykonane właśnie frezem ziemnym.
 
Atuty zastosowania tej technologii są znaczące. Relatywnie mała maszyna o łącznej wadze około 3,5 ton jest w stanie w jedną godzinę wykopać perfekcyjny rów o wymiarach 0,40 x 1,20 m o długości przekraczającej 150 metrów. W ciągu dnia można więc otworzyć i zamknąć sprzętem konwencjonalnym odcinek o maksymalnej długości 1000 metrów.
Oprócz samej prędkości ważnym atutem jest transport urobku poprzez system taśmociągów, który jest składowany w bezpiecznej odległości od rowu. Tym samym rów nie obsypuje się, nawet w niesprzyjających warunkach pogodowych. Sam urobek jest rozdrobniony i ma strukturę piasku. Większe kamienie można w prosty sposób odseparować. Poprzez dogodną formę zasypywanie rowu jest bardzo proste a rekultywacja terenu ogranicza się do minimum.  
 
Na Polskim rynku jak na razie jest relatywnie mało sprzętu tego typu. Firma Vermeer, jak i Ditch Witch oferują co prawda maszyny tego typu, lecz są one przeznaczone do nieco lżejszych prac (węższych wykopów).
 
Jednym z ciekawszych urządzeń dostępnych od niedawna w naszym kraju są frezy ziemne marki Grabenmeister. Niemiecka firma LIBA Lingener Baumaschinenfabrik GmbH & Co. KG produkuje od 1964 roku specjalistyczne frezy ziemne pod marką Grabenmeister. W Katalogu firmy znajdziemy zarówno maszyny średnie (GM4) o maksymalnej szerokości wykopu 40 cm, jak i większe (GM6) o maksymalnej szerokości wykopu 60 cm.
 
Frez ziemny Grabenmeister GM4 allrad
 
Biorąc pod uwagę że dedykowany frez ziemny kosztuje mniej więcej tyle co koparka podobnej klasy, inwestycja taka szybko się zwróci. Szczególnie że poprzez optymalizację robót ziemnych dany wykonawca jest w stanie zaoferować swoje usługi po konkurencyjnych cenach, co przełoży się na zdobycie kolejnych zleceń. A przy wyborze wykonawcy warto bliżej się przyjżeć jakim sprzętem on dysponuje. 
 
Aktualne ceny wymuszają na firmy wykonawcze dostosowania się do rynku. Większość idzie w kierunku najniższych kosztów sprzętu oraz pracowników. Efektem są często olejem cieknące zdezolowane koparki, zakupione za kilkanaście tysięcy u sąsiadow zza Odry, które niestety - jak na razie - dominują widok placów budów w naszym kraju.
 
Można jednak osiągnąć ten sam, lub znacznie lepszy efekt idąc w odwrotnym kierunku. Inwestując w nowy, dedykowany sprzęt, oraz podnosząc kwalifikację swoich pracowników. Niektóre firmy już poszły tym tropem. Oby z czasem było ich coraz więcej. Niech park maszynowy firm zajmujących się budową linii kablowych farm wiatrowych wiekiem przypomina bardziej ten, który się używa przy budowie dróg i autostrad a nie nawiązywał do dawno minionej epoki. 
 
W razie pytań odnośnie opisanych technologii lub konkretnie maszyn Grabenmeister prosimy pisać na adres Adres poczty elektronicznej jest chroniony przed robotami spamującymi. W przeglądarce musi być włączona obsługa JavaScript, żeby go zobaczyć. .  
 
mgr. inż. Thomas Burzynski

 
PWE CC on Facebook
Joomla Templates and Joomla Extensions by JoomlaVision.Com