Misją Instytutu jest dzialalność naukowo-badawcza prowadząca do nowych rozwiązań technicznych i organizacyjnych użytecznych w kształtowaniu warunków pracy zgodnych z zasadami bezpieczeństwa pracy i ergonomii oraz ustalanie podstaw naukowych do właściwego ukierunkowywania polityki społeczno-ekonomicznej państwa w tym zakresie.
Pozyskiwanie energii wiatrowej |
Zagrożenia w elektrowniach wiatrowych |
Wymagania zdrowotne, kwalifikacje i uprawnienia |
Techniczne środki ochronne |
Zasady BHP w elektrowniach wiatrowych |
Konserwowanie, sprzątanie, czyszczenie obiektu |
Postępowanie podczas wypadków i awarii |
Podsumowanie zasad BHP w elektrowniach wiatrowych |
Bibliografia |
Lista kontrolna - identyfikacja zagrożeń w elektrowniach wiatrowych |
Przepisy prawne |
Wytyczne doboru środków prewencji w celu ograniczania zagrożeń przy użytkowaniu urządzeń do pozyskiwania energii wiatrowej
Autor: dr inż. Marriusz Dąbrowski, CIOP-PIB, 2016 r.
Wstęp
W latach 2014-2028 przedsiębiorstwa energetyczne planują oddać do eksploatacji łącznie ponad 18 GW nowych mocy wytwórczych, z czego 7,5 GW to inwestycje w energetykę wiatrową. [1]. Według danych Ministerstwa Gospodarki [2] w latach 2005-2010 moc zainstalowana elektrowni wiatrowych w Polsce zwiększyła się czternastokrotnie, a prognozy wskazują zwiększenie udziału elektrowni wiatrowych w produkcji energii elektrycznej w odnawialnych źródłach energii do 47% w 2020 r.
Na świecie notuje się stały wzrost liczby wypadków w elektrowniach wiatrowych zwanych również turbogeneratorami wiatrowymi [3]. W tematycznej bazie Caithness Windfarm [4] zarejestrowano ponad 1,5 tys. zdarzeń wypadkowych i różnego typu awarii związanych z elektrowniami wiatrowymi. Dotyczą one m.in. wypadków podczas prac transportowych, upadków, przygnieceń, przypadków uderzenia oderwaną z wirnika bryłą lodu, uszkodzeń konstrukcji (złamania wieży lub łopatki turbiny) oraz innych uszkodzeń mechanicznych, pożarów i eksplozji, przekroczeń dopuszczalnego hałasu oraz awarii elektrycznych (rys.1).
Wypadki związane z elektrowniami wiatrowymi w Polsce zgłaszane są do bazy danych Państwowej Inspekcji Pracy [5] od 2009 roku. Związane były one z pracami na etapie budowy elektrowni (montaż stalowych klinów do szalunku podstawy turbiny wiatrowej, prace spawalnicze prowadzone ok. 2 m poniżej poziomu posadowienia turbiny, szlifowanie spoiny wykonywanej podstawy wieży wiatrowej na wysokości ponad 3 m oraz ręczne malowanie płyty betonowej ustawionej ukośnie do pionu w specjalnym stojaku. Trzy z pośród tych wypadków było ciężkich (poparzenie płonącą benzyną, złamanie kręgosłupa po upadku z wysokości, amputacja pourazowa obu nóg po ich przygnieceniu betonową płytą, a jeden był śmiertelny (zmiażdżenie głowy w szczelinie na klin do szalunku podstawy turbiny wiatrowej).
W Sprawozdaniu Głównego Inspektora Pracy [6] wskazane zostały istotne nieprawidłowości podczas użytkowania elektrowni wiatrowych w Polsce wynikające często z niedostatecznej świadomości zagrożeń zarówno wśród pracodawców jak i pracowników. Dotyczą one zarówno stosowania ochronnych środków technicznych (np.: dojść do stanowisk pracy, dróg ewakuacyjnych, środków ochrony indywidualnej) jak i organizacyjnych (wydawania pisemnych poleceń, wykonywania prac, opracowania instrukcji wykonywania prac itp.). Wnioskiem z tego raportu jest postulat wzmocnienia działań prewencyjnych adresowanych do obu ww. grup.
* Nie uwzględniono wypadków powodowanych wyrzuceniem brył lodu powodujących urazy lub śmierć
Rys. 1. Wypadki i inne incydenty związane z elektrowniami wiatrowymi wg danych Caithness Windfarm [5]
Terminologia związana z pozyskiwaniem energii wiatrowej
a) urządzeń służących do wytwarzania energii i wyprowadzania mocy, w których energia elektryczna lub ciepło są wytwarzane z odnawialnych źródeł energii lub
b) obiektów budowlanych i urządzeń stanowiących całość techniczno-użytkową służący do wytwarzania biogazu rolniczego
- a także połączony z tym zespołem magazyn energii, w tym magazyn biogazu rolniczego; [7]
- wieży nośnej z fundamentem;
- gondoli;
- turbiny wiatrowej;
- kabli wyprowadzających energię;
- układów sterowania elektrownią wiatrową wraz z układami pomiarowymi oraz systemami telekomunikacji. [3]
Typowe technologie stosowane do pozyskiwania energii wiatrowej
Budowane aktualnie elektrownie (turbozespoły) wiatrowe mają zazwyczaj poziomą oś obrotu turbiny z trzema łopatami (rys. 2).
Rys. 2. Typowa elektrownia wiatrowa z poziomą osią obrotu: a) gondola; b) łopata turbiny; c) wieża; d) wejście do wieży.
W większości przypadków główny element wyposażenia elektrycznego elektrowni wiatrowych podłączonych do systemu elektroenergetycznego (zwykle sieci średniego napięcia) stanowią generatory asynchroniczne lub synchroniczne. W celu dostosowania prędkości wirowania wirnika generatora do prędkości turbin wiatrowych wykorzystuje się przekładnie mechaniczne, jednak w wielu współczesnych turbozespołach wiatrowych stosuje się rozwiązania z bezpośrednim połączeniem generatora z turbiną, dzięki czemu osiągana jest większa sprawność energetyczna.
Drugim istotnym elementem w układzie elektrycznym elektrowni wiatrowej jest transformator blokowy, który może być umieszczony wewnątrz gondoli (w przypadku turbozespołów o większej mocy znamionowej), w dolnej części wieży (u jej podstawy, pod posadzką na poziomie wejścia) lub w osobnym kontenerze, obok wieży.
Obecnie trwają intensywne prace rozwojowe nad konstrukcjami turbozespołów wiatrowych o pionowej osi obrotu.
Rozwiązanie to jest korzystniejsze z następujących względów:
Wadą tego rozwiązania są jednak nieduże jak na razie moce uzyskiwane z tego typu turbozespołów.
Wymagania prawne i normatywne dotyczące energetyki wiatrowej
Regulacje prawa krajowego w zakresie budowy i eksploatacji farm wiatrowych obejmują jeszcze więcej aktów prawnych w randze ustawy, niż w przypadku farm fotowoltaicznych. Zgodnie z opracowaniem Instytutu Sobieskiego [9] do najistotniejszych należą przepisy ustawy:
Do najważniejszych aktów wykonawczych dotyczących urządzeń do pozyskiwania energii wiatrowej należy zaliczyć rozporządzenia w sprawie:
Oprócz dokumentów prawnych, istnieje również wiele norm bezpieczeństwa odnoszących się do turbozespołów wiatrowych [26-43]. Zawierają one jednak wymagania odnoszące się do samych urządzeń, a nie do bezpieczeństwa ich użytkowania, które związane jest m.in. ze szkoleniami operatorów elektrowni wiatrowych do prac na wieży, turbinie i w gondoli oraz ucieczkowych technikach alpinistycznych. Pierwsze oficjalne opracowanie specjalistyczne na temat bezpieczeństwa użytkowania elektrowni wiatrowych powstało dopiero w 2014 roku w Niemczech [44].
Ostatnio udostępnione tematy
w BHP-Info: