av Angela Krcmar, Global Sales Manager, Wind, Firetrace International

den amerikanska vindindustrin har hållit motståndskraftig genom ett svårt år, med en positiv utsikter för utveckling under de kommande åren. Men för att fortsätta växa och trivas under hela denna kris har ägare och operatörer inte råd att vara självbelåtna kring brandrisk. En högprofilerad brand kan inte bara förstöra nuvarande projekt utan också äventyra utsikterna för framtida utveckling över hela branschen – och denna risk växer bara när turbiner blir större och flyttar till mer avlägsna platser på – och offshore.

hittills har industrin underskattat risken och kostnaden för vindturbinbränder. Även om man antar i genomsnitt en brand per 2 000 turbiner per år, baserat på ofullständig rapportering av brandincidenter, kan en vindpark förvänta sig att möta en till två bränder under sin operativa livstid. Om industrin ska vidta åtgärder för att förhindra ohållbara förluster från brand måste ägare och operatörer först förstå hur mycket bränder verkligen kostar, hur incidenter börjar och vilka åtgärder som kan vidtas för att skydda mot bränder.

den verkliga kostnaden för en brandincident

en brandincident vid en turbin kan kosta upp till 4,5 miljoner dollar, enligt en gcube – rapport från 2015-och eftersom turbiner har vuxit i storlek och i förskott kostnad, kommer denna siffra sannolikt att ha ökat dramatiskt. Förutsatt att en genomsnittlig vindturbin kostar $1 miljoner per megawatt av genereringskapacitet, kan offshore vindkraftverk som sträcker sig från 3 till 10 MW kosta upp till $10 miljoner, vilket skulle behöva betalas på framsidan om det inte är garanti. Dessutom, när en brand startar, projektet måste stängas av och tas bort nätet under en tidsperiod som en säkerhetsåtgärd, vilket resulterar i förlorade intäkter.

Turbinbränder kan ha kostnader utöver vindkraftparken. En brand kan spridas ner i tornet för att landa kring projektet om det inte hanteras noggrant. Detta kan potentiellt leda till bränder, vilket orsakar omfattande skador på det bredare området och i slutändan leda till betydande rykteskador inte bara för den enskilda webbplatsen utan för branschen som helhet.

Hur startar bränder?

vindkraftverk tar eld av samma skäl som andra tunga maskiner – komponenter inuti turbinen misslyckas, genererar värme eller gnistor och antändar brandfarliga material som plast, hartser, glasfiber och hydrauliska smörjmedel. De flesta turbinbränder har sitt ursprung i nacellen, vanligtvis vid tre tändningspunkter: omvandlare och kondensator skåp, nacelle broms och transformator.

den vanligaste platsen för ett elektriskt fel i en vindkraftverk är omvandlarskåp och kondensatorskåp i nacellen. När ett elektriskt fel ger en bågblixt eller gnistor kan omgivande plast i elskåpet snabbt antända andra källor vilket resulterar i total förlust av en nacelle.

transformatorer, belägna i nacellen eller vid basen av en turbin, är den näst vanligaste tändpunkten för vindturbinbränder. Transformatorer omvandlar energi till lämplig spänning för elnätet, och som med omvandlare och kondensatorskåp kan gnistor och ljusbåg blinkar på grund av elektriska fel leda till brand.

nacellebromsen, som vanligtvis finns bakom växellådan, är en annan komponent som kan vara en tändpunkt, om än på grund av friktion snarare än elektriskt fel. I en nödsituation hindrar nacellebromsen turbinens blad från att snurra. Det mekaniska bromssystemet kan generera en enorm mängd friktion och värme, vilket ibland resulterar i brand. Medan nyare turbiner kan ha elektriska bromssystem, som är mindre mottagliga för brand, används mekaniska bromsar ofta som back-ups till elektriska bromssystem.

från en enda gnista till irreparabel skada

enligt Office of Energy Efficiency and Renewable Energy har den genomsnittliga vindturbinens navhöjd vuxit från 20 m till 88 m sedan 1980-talet för att få tillgång till högre vindhastigheter. Men denna höjd betyder också att nacellen ofta är utanför räckvidden för markbaserad brandbekämpning. Att skicka ett team upp i tornet för att manuellt bekämpa elden utgör en betydande hälso-och säkerhetsrisk. Om elden lämnas för att brinna kan hela turbinen skadas utan reparation på några timmar.

havsbaserade vindkraftverk löper särskild risk för allvarliga skador från brand på grund av offshore-projektplatsernas avlägsna natur. Eftersom många platser ligger minst 45 minuter från stranden, i händelse av brand, är det osannolikt att ett räddningsteam kommer fram i tid för att förhindra betydande och irreparabel skada.

kostnad-nytta av att helt skydda mot bränder

för att minska svårighetsgraden av nacellebränder måste automatiska brandsläckningssystem installeras vid huvudpunkterna för tändning. Medan förebyggande teknik som arc flash detection och tillståndsövervakningssystem kan minska risken för brand, kan endast undertryckningssystem släcka en brand när den har startat.

Firetrace är en av de få erfarna leverantörerna av dessa system, som är utformade med flexibel värmedetekteringsslang. När en brand bryter ut spricker denna slang och ett undertryckningsmedel släpps automatiskt genom slangen eller via munstycken närmast den punkt där mest värme detekteras, släcker elden exakt där den börjar och innan den kan ta tag.

När en Turbins kapacitet överstiger 3 MW uppvägs kostnaden för brandbekämpning för att skydda alla tre riskområdena av kostnaden för att ersätta den turbinen. Installation av brandsläckningssystem vid alla tre antändningskällorna kostar vanligtvis mindre än $30,000 – mindre än 1% av den genomsnittliga installationskostnaden för en 3-MW onshore vindkraftverk och mindre än 0,6% av den genomsnittliga kostnaden för en brandförlust. Vid factoring av den genomsnittliga frekvensen av en till två brandincidenter under en vindkraftparks livstid uppväger fördelen med fullt skydd av alla tändpunkter installationskostnaden.

de oavsiktliga konsekvenserna av en brandolycka i ett vindkraftverk kan ha långtgående risker för drift, säkerhet och hälsa. Genom att investera i brandbekämpning kan ägare, operatörer och deras försäkringsbolag förhindra inte bara de omedelbara, kortsiktiga kostnaderna för utbyte av vindkraftverk utan också den långsiktiga rykterisken. Om vindindustrin ska trivas de närmaste åren måste den vidta åtgärder för att hantera och skydda mot brandincidenter.

Angela Krcmar har över 10 års erfarenhet inom brandskyddsindustrin med fokus på förnybara sektorer inklusive vind-och batterilagring. För det förflutna 10 år Fru. Krcmar har lett Firetrace-insatserna inom vindindustrin, kontaktat och besökt vindkraftparker, ägare och tillverkare i ett försök att diskutera behov och fördelar med brandskydd för vindapplikationer. Med ökningen av turbinernas storlek och värde, kostnaden för potentiella utrustningsförluster, anställdas säkerhet, driftstopp och ökningar av försäkringspremier erkänns behovet av brandskydd snabbt och ägare, operatörer och tillverkare undersöker nu sina alternativ.

fru. Krcmar är en aktiv medlem av Awea Wind Environmental, Health and Safety Standards Committee Meeting, medlem av NFPA 855 Committee for Standard for Installation av stationära energilagringssystem och bidragande medlem av UL 6141 technical standards panel.