Θ. Μπούμης: Κι όμως, δεν χρειάζεται να αντικαταστήσεις τις βάσεις φωτοβολταϊκών όταν έχουν πρόβλημα στατικότητας

Η εσπευσμένη εγκατάσταση φωτοβολταϊκών συστημάτων τα χρόνια των «παχιών αγελάδων» για το χώρο, αλλά και η έλλειψη εμπειρίας από πολλούς επενδυτές και πολλούς κατασκευαστές, φαίνεται ότι έχει τις συνέπειές της που εμφανίζονται σταδιακά. Μία από τις συνέπειες αυτές είναι να υπάρχουν - αρκετοί πλέον - σταθμοί φωτοβολταϊκών των οποίων οι βάσεις παρουσιάζουν προβλήματα στατικότητας.

Οι επενδυτές καλούνται ως εκ τούτου να αντικαταστήσουν τις βάσεις δαπανώντας ένα σημαντικό κεφάλαιο, αν θέλουν να έχουν μακροπρόθεσμη βιωσιμότητα της εγκατάστασής τους.

Παρόλα αυτά φαίνεται ότι αναπτύσσονται στην αγορά λύσεις οι οποίες εξασφαλίζουν το επιθυμητό αποτέλεσμα χωρίς να υποχρεώνουν στη δύσκολη και δαπανηρή ολική αντικατάσταση.

Μια τέτοια λύση ανακατασκευής που εφάρμοσε πρόσφατα η εταιρεία ENERDIA, υπήρξε το έναυσμα της συνέντευξης που ακολουθεί, όπου ο Operations και Services Manager της εταιρείας Θεόδωρος Μπούμης εξηγεί στο energypress πως κινήθηκαν τα στελέχη της εταιρείας για να έχουν το βέλτιστο αποτέλεσμα.

Η ENERDIA ανέλαβε πρόσφατα ένα νέο, και απαιτητικό θα έλεγα, έργο ανακατασκευής της βάσης στήριξης φ/β σταθμών συνολικής ισχύος 8,5 MWp, στη περιοχή του Ν. Βοιωτίας. Παρατηρούμε ότι πέρα από τη δραστηριοποίηση της ENERDIA σε κατασκευή και συντήρηση έργων ΑΠΕ, η τελευταία δε διστάζει να αναλάβει και πιο σύνθετα έργα, όπως το συγκεκριμένο. Ποιες είναι οι απαιτήσεις ενός τέτοιου έργου;

To συγκεκριμένο έργο αποτέλεσε μια πρόκληση για την Enerdia, καθώς η τελευταία βρέθηκε αντιμέτωπη με ένα πολυπαραγοντικό πρόβλημα από πλευράς τεχνικής λύσης, καθώς έπρεπε να διασφαλίσει ότι το τελικό αποτέλεσμα όχι μόνο θα αποκαταστήσει πλήρως το πρόβλημα, αλλά και ότι θα εγγυηθεί επίσης την μακρόχρονη και απρόσκοπτη λειτουργία των φ/β σταθμών.

Η εύρεση και εφαρμογή βέλτιστης μεθοδολογίας ανακατασκευής, καθώς και η τήρηση συγκεκριμένων περιορισμών, αποτελούν επίσης σημαντικούς παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη.

Η υπόσταση και μόνο ενός τέτοιου έργου αποτελεί από μόνη του όχι μόνο ένα πολύπλοκο πρόβλημα, αλλά και αρκετά πρωτόγνωρο, καθώς δεν υπάρχει προηγούμενη εμπειρία ώστε να «πατήσουμε» πάνω σε αυτήν.

Η προσέγγιση του συγκεκριμένου project έγινε από μία τελείως καινούργια οπτική γωνία, καθώς απαιτήθηκε η τροποποίηση του συστήματος ανωδομής της βάσης και η δημιουργία νέας στατικής μελέτης.

Είναι γνωστό για κάθε μηχανικό ότι κάθε νέο έργο έχει τις δικές του ιδιαιτερότητες και δύσκολα σημεία, τα οποία συχνά απαιτούν, γνώριμες μεν αλλά, εξειδικευμένες λύσεις. Το ζήτημα έγκειται τώρα: τι γίνεται στην περίπτωση που καλείται κανείς να αναπτύξει νέο προϊόν και να εφαρμόσει διαδικασίες ανασχεδιασμού, παρέχοντας εγγύηση για το τελικό αποτέλεσμα.

Όπως καταλαβαίνετε, είναι ευκολότερο για κάποιον να προτείνει μία σίγουρη αλλά ακριβή λύση, παρά να μπει στη διαδικασία ανάπτυξης καινούριας. Από την άλλη πλευρά δε, όταν έπειτα από οργανωμένη προσπάθεια, επαληθεύεις τη φράση ότι «για όλα τα τεχνικά προβλήματα υπάρχουν λύσεις», ανταμείβεσαι πάραυτα.

Σε κάθε περίπτωση, η προσέγγιση ενός τεχνο-οικονομικού προβλήματος θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη και την μεριά του επενδυτή, διασφαλίζοντας τη μέγιστη ωφέλεια και την βιωσιμότητα της επένδυσης.

Ας εστιάσουμε περισσότερο στο τεχνικό κομμάτι. Μπορείτε να μας δώσετε μία συνοπτική περιγραφή του προβλήματος της υπάρχουσας βάσης και τις συνέπειες αυτού που κληθήκατε να αντιμετωπίσετε; Επιπρόσθετα, πόσο εκτεταμένο θεωρείται το συγκεκριμένο πρόβλημα σε φ/β πάρκα στην Ελλάδα;

Θα προσπαθήσω να περιγράψω συνοπτικά το τεχνικό μέρος χωρίς να κουράσω με λεπτομέρειες.

Η μεταλλική βάση για την οποία γίνεται αναφορά είναι πιστοποιημένη από διαπιστευμένο φορέα και αποτελείται από μονοπάσσαλο σταθερό σύστημα στήριξης – double portrait, με γαλβανισμένους χαλύβδινους πασσάλους και ανωδομή από κράμα αλουμινίου. Αξίζει να σημειωθεί ότι η συγκεκριμένη βάση έχει χρησιμοποιηθεί σε αρκετούς φ/β σταθμούς ανά την Ελλάδα, γεγονός που μπορεί να επιφέρει παρόμοια προβλήματα στατικότητας και σε αυτές τις εγκαταστάσεις.

Όπως πιθανόν να γνωρίζετε, τα κύρια μέρη των σταθερών βάσεων είναι οι πάσσαλοι και η ανωδομή, τα οποία συνδέονται μεταξύ τους μέσω συνδέσμων συγκράτησης. Η συγκεκριμένη βάση, κάποια χρονική στιγμή έντονης χιονόπτωσης σε συνδυασμό με φαινόμενα ανεμοπίεσης, επιφορτίστηκε σε τέτοιο βαθμό με αποτέλεσμα την στρέψη των συνδέσμων προς το νότο και, κατά συνέπεια, ολόκληρη η βάση υπέστη στρέψη στη γωνία κλίσης της από τις 30 μοίρες που είχε κατασκευαστεί αρχικά, στις 35-40 μοίρες μετά την χιονόπτωση.

111111.jpg

Εικόνα 1. Αστοχία συγκράτησης συνδέσμων σε βάση στήριξης φ/β

Η διαφορά αυτή στη γωνία κλίσης των μεταλλικών βάσεων λοιπόν είχε ως αποτέλεσμα:

•τη μετατόπιση του κέντρου βάρους και συνεπώς την απουσία διασφάλισης ορθής στατικότητας της βάσης,

•την πιθανότητα μόνιμης πλαστικής παραμόρφωσης και περεταίρω καταστροφής του εξοπλισμού,

•την απώλεια παραγωγής ενέργειας έως 2,5%, λόγω μείωσης της απόδοσης PR (Performance Ratio), η οποία οφείλεται στην απόκλισης του προσανατολισμού των φ/β πλαισίων από την ιδανική κλίση των 30 μοιρών στην εν λόγω περιοχή, αλλά και στη σκίαση που δημιουργούν πλέον οι εμπρόσθιες σειρές των φ/β πλαισίων στις οπίσθιες από αυτή την αλλαγή της κλίσης,

•την πρόωρη γήρανση του των φ/β πλαισίων λόγω τοπικής σκίασης,

•την αντίστοιχη απώλεια οικονομικών εσόδων της επένδυσης έως 2.5% λόγω των παραπάνω,

•και την αύξηση του ρίσκου/κινδύνου για την αναμενόμενη βιωσιμότητα και απόσβεση της επένδυσης.

Αναφορικά με το δεύτερο σκέλος της ερώτησής σας, για αντίστοιχες φ/β εγκαταστάσεις που παρουσιάζουν ίδιο ή παρόμοιο πρόβλημα με τις βάσεις στην Ελλάδα, ήδη δεχόμαστε στην εταιρία αρκετές ερωτήσεις για εύρεση σχετικής λύσης.

Δεδομένου του εύρους της συγκεκριμένης ζημιάς σε μία τόσο μεγάλη εγκατεστημένη βάση φ/β, θεωρώ ότι πιθανόν υπάρχουν και άλλοι επενδυτές φ/β οι οποίοι είτε δεν έχουν επικοινωνήσει αντίστοιχο πρόβλημα ή δε τον γνωρίζουν ακόμα.

Η τεχνική περιγραφή σας ήταν αρκετά ουσιαστική για τη συνέχεια της συζήτησης. Κατανοώ λοιπόν ότι η τεχνική αδυναμία της συγκεκριμένης βάσης ήταν οι σύνδεσμοι στήριξης της ανωδομής επί του πασσάλου, οι οποίοι υποχώρησαν με το επιπρόσθετο βάρος. Πως αντιμετωπίστηκε το συγκεκριμένο πρόβλημα;

Καθώς το συγκεκριμένο πρόβλημα αστοχίας των συνδέσμων παρουσιάστηκε σε ευρεία κλίμακα των εγκαταστάσεων, ήταν απαραίτητος ο ανασχεδιασμός της βάσης και η εκ νέου εκπόνηση μελέτης  στατικότητας, προσπαθώντας να καταλήξουμε σε μία τεχνική λύση η οποία θα συνδύαζε μέγιστο αποτέλεσμα με το μικρότερο δυνατό κόστος.

Η τεχνο-οικονομική λύση που επιλέχθηκε, για το συγκεκριμένο πρόβλημα, ήταν η αντικατάσταση των παλαιών συνδέσμων και η κατασκευή εξ’ αρχής νέων, με υψηλότερες προδιαγραφές αντοχής. Ο νέος σύνδεσμος σχεδιάστηκε με στόχο τη δημιουργία μια νέας βάσης, συνολικά, η οποία θα μπορεί να διατηρεί την στατικότητα της σε δυσμενέστερες συνθήκες από αυτές ορίζουν τα σχετικά πρότυπα για την εν λόγω κλιματική ζώνη της περιοχής. Επιπρόσθετα, ενισχύθηκε η αντοχή που μπορεί να υποστηρίξει το κάθε «τρίγωνο της βάσης», αυξάνοντας τα σημεία συγκράτησης των νέων συνδέσμων και περιορίζοντας τους βαθμούς ελευθερίας του.

22222222222.jpg

Εικόνα 2 – Νέος σύνδεσμος (αριστερά) / Παλαιός σύνδεσμος (δεξιά)

Έχοντας πλέον καταλήξει, μετά από αναλυτικό έλεγχο της μελέτης, στην βέλτιση τεχνικά λύση, το επόμενο δύσκολο κομμάτι ήταν το στάδιο της υλοποίησης της νέας βάσης στήριξης.

Η αρχική μας προσέγγιση ήταν να αποσυναρμολογήσουμε πλήρως τις μεταλλικές βάσεις και, αφού αντικαταστίσουμε τους συνδέσμους, να προβούμε στην εκ νέου κατασκευή της. Η συγκεκριμένη λύση προϋπέθετε αρκετές ημέρες πλήρους παύσης λειτουργίας των φ/β σταθμών και μεγάλη δύναμη εργατικού προσωπικού, το οποίο θέλαμε να αποφευχθεί προς όφελος του επενδυτή.

Έτσι, προσπαθήσαμε – και καταφέραμε – να βρούμε μία, πιο σύνθετη μεν αλλά κατά πολύ πιο αποδοτική δε, μεθοδολογία η οποία θα μας επέτρεπε να αντικαταστήσουμε τους συνδέσμους χωρίς την αποσύνδεση των φ/β πλαισίων από τη βάση στήριξης!

Χωρίς αποσύνδεση των βάσεων και των πλαισίων; Ακούγεται αρκετά αντισυμβατικό θα έλεγα. Πως μπορεί να συμβεί κάτι τέτοιο όταν απαιτείται να αποσυναρμολογηθεί πλήρως η βάση;

Αυτή ακριβώς ήταν και η αρχική σκέψη όλων μας, όταν προτάθηκε η συγκεκριμένη ιδέα, «πως είναι εφικτό κάτι τέτοιο»;

Η απάντηση είναι ότι όταν συνδυάζεις την επιστήμη του μηχανικού με την τεχνογνωσία, την υψηλή τεχνική κατάρτιση και τον βέλτιστο προγραμματισμό των απαιτούμενων εργασιών, υπάρχουν τεχνικά εφικτές λύσεις.

Η διαδικασία που ακολουθήθηκε ήταν, αρχικά να διασφαλιστεί η μηχανική υποστήριξη της υπάρχουσας μεταλλικής βάσης, το οποίο επιτεύχθηκε σε δύο βήματα:

Α) Υποστήριξη των πασσάλων και διασφάλιση της ορθής θέσης αυτών.

Β) Υποστήριξη των «τριγώνων» με κατάλληλες φορητές υποδομές, ικανές να αναλάβουν το σχετικό φορτίο.

Μόλις ολοκληρώθηκαν τα προηγούμενα βήματα, τα ακόλουθα ήταν θέμα καλής οργάνωσης έργου: αντικαταστάθηκαν οι παλαιοί σύνδεσμοι, διορθώθηκε η κλίση των βάσεων και συσφίχτηκαν οι νέοι σύνδεσμοι στις σωστές θέσεις, ενώ επίσης ενισχύθηκαν οι υπάρχουσες θέσεις συγκράτησης των συνδέσμων με νέες μεγαλύτερες βίδες και επαυξήθηκαν τα σημεία συγκράτησης αυτών.

Το αποτέλεσμα ήταν ότι εντός λίγων, συγκριτικά, ημερών ολοκληρώθηκε πλήρως η ανακατασκευή κάθε φωτοβολταϊκού σταθμό χωρίς την παραμικρή απώλεια παραγωγής ενέργειας.

Εκ του αποτελέσματος πλεόν μπορώ να πω, ότι οι χρόνοι ανακατασκευής είναι κατά 40% μικρότεροι σε σχέση με τους συμβατικούς που αφορούν την πλήρη αποσυναρμολόγηση, ενώ είναι επίσης μικρότεροι ακόμη και από από τους αντιστοίχους χρόνους κατασκευής ανωδομής σε καινούριο έργο.

33333333.jpg

Εικόνα 3 – Ανακατασκευασμένες βάσεις με νέους συνδέσμους

Θεωρώ ότι πρέπει να είστε υπερήφανος για το αποτέλεσμα, και δικαίως. Ποια είναι όμως τα συνολικά οφέλη για τον επενδυτή;

Πέρα από την διασφάλιση της ορθής στατικότητας των βάσεων, κάτι που εγγυάται την μακροπρόθεσμη λειτουργία της Επένδυσης, θα σας δώσω τρία (3) μόνο νούμερα, για να καταλάβετε καλύτερα πόσο σημαντικό είναι το αποτέλεσμα που επιτεύχθηκε:

Α) Πρώτα από όλα, η μείωση του χρόνου κατασκευής με την νέα μεθοδολογία που εφαρμόστηκε οδήγησε σε μείωση κατά 40% του κόστους κατασκευής.

Β) Συνολικά, επιτεύχθηκε αποφυγή απωλειών παραγωγής ενέργειας περί τις 250 MWh από τις εργασίες ανακατασκευής, και αντίστοιχη αποφυγή απώλειας εσόδων περί των 45.000 €, από τη διασφάλιση της παραγωγής ενέργειας των εγκαταστάσεων κατά το διάστημα της επιδιόρθωσης,

Γ) Τέλος, αύξηση των ετησίων εσόδων από την διόρθωση της κλίσης περί τα 2,5-3%.

Κλείνοντας, πέρα από τα νούμερα επιτεύχθηκε κάτι ακόμη μεγαλύτερο: το γεγονός ότι καταφέραμε να αναπτύξουμε μεθόδους και λύσεις που δεν έχουν εφαρμοστεί προγενέστερα, έτσι ώστε να μπορούμε να διασφαλίσουμε ότι η Enerdia θα αποτελεί εγγύηση και θα έχει έτοιμες απαντήσεις για οποιονδήποτε Επενδυτή αντιμετωπίσει παρόμοιο πρόβλημα.

--------------------

Ο Θεόδωρος Μπούμης γεννήθηκε στην Αθήνα το 1985, είναι απόφοιτος Διπλ. Ηλεκτρολόγος Μηχανικός του Πανεπιστημίου Πατρών, με μεταπτυχιακές σπουδές στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο στα αντικείμενα της «Παραγωγής και Διαχείρισης Ενέργειας» και των «Τεχνοοικονομικών Συστημάτων». Έχει εργαστεί στον κλάδο των Α.Π.Ε. τα τελευταία έξι χρόνια ως “Project Manager” και “O&M Manager”, με μεγάλη εμπειρία στο κομμάτι μελέτης και κατασκευής (EPC), και οργάνωσης και διαχείρισης τεχνικών έργων.