風力タービンの火災リスクを最小限に抑える

火を起こすには、燃料、着火剤、酸素の 3 つが必要です。 そして、これら 3 つはすべて、風力タービンのナセル内に大量に存在します。

1.5MW の機械は今日の標準からすると小さいですが、それでも最大 900 リットルの潤滑油および冷却油を収容できます。 ナセル自体は、おそらく可燃性の繊維強化プラスチック（FRP）で作られており、同じく可燃性の防音材を収容することになる。 電気および電子部品や接続の欠陥、または機械部品の過熱によって発火する可能性があります。 そして、そもそもタービンが存在する理由である強風によって、火花が供給され、炎が煽られることが保証されています。

ひとたび火災が発生すると、タービンの完全な破壊を防ぐためにできることは事実上何もありません。 多くの風力発電プロジェクトは遠隔地にあるため、消防隊が現場に到着するのが遅れることが多く、ナセルの高さが原因で火災を鎮めるための有意義な行動が妨げられます。 期待できる最善のことは、燃えている瓦礫による地上火災の発生を防ぐことです。

プラスの面としては、壊滅的なタービン火災が発生することはまれですが、どれくらいまれであるかについては議論の対象となっています。 保険引受会社 GCube は、30GW を超える世界的なポートフォリオから、通常年間で合計 3 ～ 4 件のタービン損失が発生すると予想していると述べています。これらのタービン損失は、通常は火災によって引き起こされます。 銘板の平均容量を 1.5MW と仮定すると、これは年間 7,000 基におよそ 1 基のタービンが炎上することに相当します。

DNV GL の安全システムと再生可能エネルギー認証の専門家であるダニエル・コプテ氏は、世界中で 120 基の風力タービンが 1 年間で火災による被害を受ける (必ずしも全損を引き起こすわけではない) と推定しています。 ここでも銘板の平均容量を 1.5MW と仮定すると、一般的な 12 か月間に約 2,000 基に 1 基のタービンが火災による損傷を受けることになります。 この比率は GCube よりも高くなります。これは、損傷したタービンや完全に破壊されたタービンが含まれており、おそらく運用と保守体制がそれほど厳しくない市場で稼働している古い機械の割合が大きいためです。

しかしながら、タービン火災が高価であることに異論はありません。 「2MW タービンのコストは 200 万ポンド (280 万ユーロ) 以上で、推定年間 50 万ポンド以上の収入が得られます」とコプテ氏は言います。 洋上タービンはより大きく、より複雑で、修理や交換がかなり困難であり、火災が発生した場合にははるかに高いコストが発生します。

基準とガイドライン

現在、風力タービンの防火および予防システムに関するさまざまな規格およびガイドラインが適用されています。 ヨーロッパで最も重要なのは、風力タービンが準拠する必要がある 2006/42/EC 機械指令のセクション 1.5.6 です。 「機械は、機械自体、または機械によって生成または使用されるガス、液体、塵、蒸気、その他の物質によってもたらされる火災や過熱の危険を回避する方法で設計および構築されなければなりません。」

「文字通りに解釈すると、火災の危険を回避する機械を設計するのは非常に困難です」と、世界的な風力開発会社 RES のタービン技術責任者であるジェイミー・スカーロック氏は言います。 「しかし、この考慮により、設計者はあらゆる可能性と不測の事態を確実に考慮できるはずです。」

スカーロック氏によると、業界標準には、何かをどのように設計すべきかが具体的に記載されておらず、人の安全や資産価値に影響を与える可能性のある危険から適切に保護するためのルールも定められていません。 「防火分野も例外ではありません」と彼は言います。 「しかし、最低限の基準を定めたさまざまな安全ガイドラインがあり、私たちはそれに従わなければなりません。」 多くの市場に出荷される製品を設計する場合、さらに複雑になるのは、地域のさまざまな規制にも準拠する必要があることです。

提供される防火および予防のレベルは、開発者が特定のプロジェクトで使用する風力タービンの選択に影響を与えますか? 「私たちはさまざまなタービン技術の経験があり、特定の設計が他の設計よりも火災の影響を受けやすいということはありません」とスカーロック氏は言います。 「しかし、メーカーが設計において火災のリスクにどのように取り組んでいるかを認識することは私たちにとって重要です。これは通常、設計リスク評価を通じて達成されます。私たちの契約は、リスク評価を確実に把握できるように書かれており、ご要望に応じて、結果として生じる残留リスクを解決します。この安全面に対処できれば、資産要件を満たすプロジェクトに最適なタービンを選択できるようになります。」

コンプライアンステスト

3月、DNV GLは、ドイツロイド社（現在はDNV GLの一部）が2009年に発行した「テクニカルノート」に代わる風力タービン用防火システムのSE0077認証を発行した。 これは、タービンメーカーが、煙や熱の検知器から制御および表示キットに至るまで、防火および予防のために事前に承認されたコンポーネントおよびシステムを使用することの重要性を強調しています。

「防火システムの適合性を表明するために、公認された独立試験機関は次の手順を実行します」とコプテ氏は言います。 「コンポーネントは、欧州消防保安グループ (EFSG) のメンバーの研究所でさまざまなテストに合格する必要があります。これらのコンポーネントのシステムもテストする必要があり、システムがそのまま動作することを確認するには設置業者の承認が必要です」 DNV GL は、準拠宣言を発行する前に完全性をチェックします。

「防火型式証明書の場合、DNV GL は保護クラスの評価を実行し、起こり得る火災のリスクを分析します」と Kopte 氏は言います。 次に、システムのタービンへの統合を確認し、続いて検査と機能テストが行​​われます。

スカーロック氏は、風力発電施設の運営者がタービン火災を防止し、人員の安全を最大化する上で果たすべき役割を強調している。 「一般に、火災の危険性は、適切な設計と、アーク検出や抑制などの適切な保護システムの組み込みによって最小限に抑えられます」と彼は言います。 煙センサーや温度センサー、冷却システムなどの適切な検出手段、タービンの停止や運転の縮小などの賢明な制裁に加え、温度が事前に定義された制限を超えた場合のアラームの起動と通知も重要です。 リモート監視とスイッチングにより、たとえばアンビリカル ケーブルを使用して安全な距離から高電圧開閉装置を操作するなど、危険にさらされるリスクをさらに減らすことができます。

迅速な返答

「私たちはこれらの残留リスクを非常に真剣に受け止めており、従業員の安全を向上させ、資産へのリスクを軽減するために保護および警報システムを変更することが合理的に実行可能であることを何度か強調してきました」とスカーロック氏は述べています。 「例えば、RESは、ある設計の塔基部には、そこに設置されている機器の種類により火災の危険性があることを確認しました。私たちの意見では、ナセル内の警報器と連動した煙感知器によってより良く保護されていたでしょう」 、入口レベルで危険を職員に警告し、ナセルからの代替避難経路を選択できるようにします。メーカーは同意し、この修正を標準設計に組み込みました。」

ナセル内のメンテナンスである「火気作業」は、作業完了から数時間後にタービン火災につながる可能性があります。 人々の安全を最優先に考えた、迅速かつ協調的な対応が重要だとスカーロック氏は言います。

「いかなる緊急事態においても、当社の対応は、プラントと従業員を24時間監視するコントロールセンターチーム、現場を専門とする高度な専門性の高い管理者、専門家の健康、安全、品質、環境（HSQE）部門を組み合わせたものです。」と彼は言います。 「彼らは、必要に応じて要員を特定し、避難を調整できる、詳細かつ細心の注意を払って設計された一連の手順に従っています。これらの対応を顧客、請負業者、緊急サービスとともにテストすることで、手順が磨き上げられ、スタッフがあらゆる不測の事態に備えられるようになります。」

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