Pierwsza energia z Baltic Power trafiła do Krajowego Systemu Elektroenergetycznego przez stację 400 kV Choczewo. To pierwszy w Polsce węzeł zbudowany specjalnie do odbioru prądu z morskich farm wiatrowych. Osiągnięcie etapu określanego jako First Power oznacza, że uruchomiono pierwsze turbiny, a kolejne będą stopniowo przechodzić rozruch, testy i odbiory techniczne.
Na Bałtyku stoi już 54 z planowanych 76 turbin. Ułożono wszystkie kable wewnętrzne i eksportowe o łącznej długości około 350 km, zamontowano dwie morskie stacje elektroenergetyczne i ukończono infrastrukturę lądową. Budowa jest zaawansowana w ponad 80 proc., a zakończenie inwestycji zaplanowano na jesień 2026 r.
Docelowa moc farmy wyniesie około 1,2 GW. Baltic Power ma produkować rocznie około 4 TWh energii, czyli ilość odpowiadającą zapotrzebowaniu ponad 1,5 mln gospodarstw domowych. To około 3 proc. obecnego zużycia energii elektrycznej w Polsce.
Jak wiatr na Bałtyku zamienia się w prąd
Zasada działania turbiny wiatrowej opiera się na elektromagnetyzmie. Energia elektryczna powstaje, gdy magnesy obracają się wewnątrz uzwojenia z przewodzącego materiału. W elektrowni węglowej lub gazowej ruch zapewnia para wodna wytworzona dzięki spalaniu paliwa. W turbinie wiatrowej źródłem obrotu jest przepływ powietrza.
Górna część turbiny ustawia się do kierunku wiatru, a łopaty zmieniają kąt nachylenia tak, aby możliwie skutecznie wykorzystać jego siłę. Obrót wirnika jest przekazywany do wału znajdującego się w gondoli. W zależności od konstrukcji napęd trafia do generatora bezpośrednio albo przez przekładnię zwiększającą prędkość obrotową.
Generator wytwarza prąd przemienny, który przez przewody poprowadzone wewnątrz wieży trafia do podmorskiej sieci kablowej. Pojedyncza turbina nie działa więc jak osobna elektrownia podłączona bezpośrednio do lądu. Dziesiątki urządzeń są połączone w jeden system, który można porównać do dużej elektrowni rozłożonej na powierzchni morza.
Każda z 76 turbin Baltic Power będzie miała moc 15 MW. Dla porównania pierwsza morska farma wiatrowa na świecie, uruchomiona w 1991 r. w duńskiej zatoce Vindeby, składała się z 11 turbin o mocy zaledwie 450 kW każda. Cała instalacja osiągała 4,95 MW, a więc mniej niż jedna trzecia mocy pojedynczej współczesnej turbiny na Baltic Power.
Od pierwszej farmy do turbin po 15 MW
Vindeby znajdowała się 1,8 km od brzegu, na wodzie o głębokości od 2 do 7 metrów. Był to projekt demonstracyjny, który miał sprawdzić, czy turbiny pracujące na morzu mogą niezawodnie produkować energię. Farma działała do 2017 r. i przez cały okres eksploatacji wytworzyła 243 GWh prądu. Tyle siedem dużych współczesnych turbin może wyprodukować w ciągu około roku.
Przez pierwszą dekadę rozwój morskiej energetyki wiatrowej był powolny. Powstawały głównie niewielkie instalacje przybrzeżne w Danii, Holandii i Szwecji, a moc pojedynczych turbin nie przekraczała zwykle 1 MW. Jednym z ważniejszych projektów była uruchomiona w 2001 r. duńska farma Middelgrunden o mocy 40 MW.
W kolejnych latach turbiny stawały się coraz większe. Wyższa wieża pozwala sięgnąć do silniejszego i bardziej stabilnego wiatru, a większa średnica wirnika zwiększa powierzchnię, z której urządzenie odbiera energię. Współczynnik wykorzystania mocy pierwszych farm wynosił około 20 proc. W nowszych instalacjach może dochodzić do 50 proc., co oznacza, że w ciągu roku produkują one średnio połowę energii, jaką wytworzyłyby przy nieprzerwanej pracy z pełną mocą.
Baltic Power od razu sięga po rozwiązania rozwinięte podczas ponad trzech dekad doświadczeń z Morza Północnego i Bałtyku. Farma zajmuje powierzchnię około 130 km kw. i powstaje w rejonie Choczewa i Łeby. Jej turbiny należą do największych stosowanych obecnie na świecie, a gondole zostały wyprodukowane w Polsce.
Podmorskie kable i stacje elektroenergetyczne
Prąd wytwarzany przez turbiny płynie kablami ułożonymi pod dnem do morskich stacji elektroenergetycznych. Tam napięcie jest podnoszone, ponieważ przesył energii przy wyższym napięciu ogranicza straty. Następnie energia trafia kablami eksportowymi na ląd, gdzie kolejna stacja dostosowuje parametry prądu do wymagań krajowej sieci.
W przypadku Baltic Power cała trasa obejmuje około 350 km kabli wewnętrznych i eksportowych. System musi działać w warunkach zasolenia, wysokiej wilgotności, falowania i zmiennych temperatur. Uszkodzenie kabla podmorskiego jest znacznie trudniejsze do zlokalizowania i naprawienia niż awaria linii na lądzie, dlatego połączenia są testowane przed uruchomieniem kolejnych części farmy.
Równocześnie sprawdzane są systemy sterowania, zabezpieczenia, morskie stacje i urządzenia na lądzie. Moc farmy będzie rosła stopniowo wraz z uruchamianiem następnych turbin. Dopiero po zakończeniu testów, certyfikacji i uzyskaniu koncesji Urzędu Regulacji Energetyki instalacja rozpocznie pełną eksploatację komercyjną.
Sama produkcja energii na morzu wymagała rozbudowy sieci przesyłowej na północy Polski. Prace nad infrastrukturą potrzebną do przyjęcia energii z pierwszych farm rozpoczęły się w 2019 r. Oprócz stacji Choczewo powstało połączenie ze stacją Żarnowiec, a Polskie Sieci Elektroenergetyczne budują na północy kraju dwie stacje i ponad 250 km linii najwyższych napięć.
Serwis na morzu przez trzy dekady
Morska farma wiatrowa nie kończy pracy po zamontowaniu ostatniej turbiny. Planowany okres eksploatacji takich instalacji wynosi zwykle co najmniej 25 lat. Przez cały ten czas trzeba kontrolować łopaty, przekładnie, generatory, fundamenty, kable i urządzenia elektryczne.
Za obsługę Baltic Power będzie odpowiadać baza serwisowa w Łebie. Uruchomiono ją już w 2025 r., aby wspierała etap budowy, a później przez około 30 lat ma służyć do utrzymania farmy. Działa tam także Morskie Centrum Koordynacyjne, z którego zarządzany jest ruch statków na obszarze inwestycji. W budowę zaangażowano ponad 100 jednostek pływających oraz około 5300 członków załóg i wykonawców.
Na dużych farmach położonych daleko od brzegu technicy mogą mieszkać przez kilkanaście dni na statkach serwisowych pełniących funkcję pływających hoteli. Skraca to czas dotarcia do turbin i pozwala prowadzić naprawy oraz przeglądy podczas krótkich okien dobrej pogody.
Po zakończeniu eksploatacji turbiny mogą zostać naprawione i pozostawione na kolejne lata, zastąpione nowszymi urządzeniami albo całkowicie usunięte. Od 85 do 95 proc. materiałów pochodzących ze współczesnej turbiny nadaje się do recyklingu. Najtrudniejsze pozostają łopaty wykonane z lekkich kompozytów, których rozdzielenie na ponownie użyteczne składniki jest bardziej skomplikowane niż odzysk stali czy miedzi.
Polska czekała na morską energetykę od lat
Historia wykorzystania wiatru do produkcji prądu w Polsce zaczęła się znacznie wcześniej niż Baltic Power. Pierwsze polskie turbiny wiatrowe działały już w latach 30. XX w. na Podkarpaciu, gdzie dla części gospodarstw były jedynym dostępnym źródłem energii elektrycznej. Przed II wojną światową w kraju pracowały 504 takie urządzenia.
Pierwsza nowoczesna turbina wiatrowa powstała prawdopodobnie w 1991 r. w Żarnowcu, a pierwszy polski park wiatrowy uruchomiono dekadę później w Barzowicach na Pomorzu. Rozwój farm lądowych długo hamowały brak stabilnych przepisów, problemy z opodatkowaniem i brak mechanizmów wspierających zakup energii odnawialnej.
Morska energetyka wymagała jeszcze większych nakładów, osobnych regulacji, badań dna, nowych portów, statków instalacyjnych i rozbudowy sieci. Od pierwszej farmy Vindeby do pierwszego prądu z polskiej części Bałtyku minęło 35 lat. W tym czasie moc pojedynczej turbiny wzrosła z 450 kW do 15 MW, a niewielkie przybrzeżne instalacje zmieniły się w elektrownie zajmujące ponad 100 km kw.
Baltic Power ma działać przez około trzy dekady. Gdy wszystkie turbiny rozpoczną pracę, ich łączna produkcja ma ograniczać emisje o maksymalnie 2,8 mln ton CO2 rocznie w porównaniu z wytwarzaniem tej samej ilości energii ze źródeł konwencjonalnych. Pierwszy prąd nie zakończył budowy farmy. Pokazał jednak, że cały łańcuch, od łopat wirnika po stację 400 kV w Choczewie, po raz pierwszy zadziałał jako część polskiego systemu energetycznego.
