風力タービンは高さが300フィート以上あり、各ブレードの長さは100フィート以上、ブレード速度は最高で時速180マイル（約160km）です。 これらの巨大な構造物の火災保護は、さまざまな固有のリスクをもたらします。 風力タービンの火災事故を報告し記録する正式な報告プロセスがないため、正確な数を把握することは困難です。 しかし、クリーンエネルギー保険のプロバイダーであるGCubeが完成させた2015年のレポート「Towering Inferno」では、風力タービンの火災事故が50件発生していることが挙げられています。 この数字があまり高くないという人もいますが、コストへの影響は相当なものです。 風力タービンの損失総額は少なくとも450万ドルで、この数字は風力タービンが大型化するにつれて上昇傾向にあります。 この投稿では、風力タービンの危険性、発火源、および防火オプションについて説明します。

危険性 & リスク要因

手動消火法で風力タービン火災を消火することはほぼ不可能です。 タービンの高さ、まだ回転しているブレードの可能性、および多くの風力発電所のリモートロケーションは、地元の消防署が戦うために、不可能ではないにしても、それらを困難にする。 風力タービンに含まれる可燃性物質も危険要因のひとつです。 ブレードやナセルの壁には複合材料が使われており、ナセルには推定235ガロンの潤滑油やその他の可燃性の高い液体が保管されています。 これらの油や液体は、ギアボックス、ヨー、油圧システム、ブレードピッチ変更機構、オイルポンプ、メカニカルブレーキ、油入り変圧器などに使用されています。

着火源

一般的な着火源はナセル内にあり、電気的な誤作動、高温表面の発火、照明の落下などがある。 落雷防止システムが設置または維持されていない場合、風力タービンは火災の危険性が高くなります。 電気的な誤動作、故障、アークはナセル内の部品で発生する可能性があり、ギアボックス、発電機、ブレーキシステム、ポンプ、変圧器の高温表面はすべて火災を引き起こす要因になります。

風力タービンの火災保護オプション

今日のところ、風力タービンの火災保護基準は、州、地方、市、あるいは自治体による地域レベルとなっています。 強制的な国際規格はありません。 最も広く認識されている勧告は、発電所および高電圧直流変換所の防火のための実践を推奨するNFPA 850です。

風力タービン防火に関して言えば、オプションは存在します。 煙、熱、および炎の検出器、ならびに消火システムを風力タービンに設置することができます。 これらの検知器は初期段階で火災を識別し、中央警報システムに情報を送り、タービンのコンポーネントを完全に停止させ、消火システムを作動させることができます。 しかし、陸上タービンはナセルに空気の出入口や通気口があり、外部から汚れやほこりが持ち込まれるため、特別な配慮が必要です。 どの検出器も厳しい環境に耐える必要がある。

消火システムの種類

風力タービンに消火システムを追加すると、火災予防のレイヤーができます。 消火システムを追加することを選択する場合、いくつかのオプションが利用可能です（成功のレベルはさまざまです）。

水性

水性消火システムには、スプリンクラー、ウォーター ミスト、および泡沫水が含まれます。 これらのタイプのシステムは特定のアプリケーションには理想的ですが、風力タービンはそのうちの1つではありません。 第一の課題は、水の供給が必要なことです。 遠隔地のため、敷地内に水が広く行き渡っておらず、タービンの高さまでポンプで水を送ることも困難です。 ウォーターミストシステムや泡水システムを使えば、ナセル内に水を貯めることは可能だが、やはりスペースに難があり、メンテナンスも手間がかかる。 最後に、すべての水性システムは、特に誤排出が発生した場合、ナセル内の重要なコンポーネントにある程度のダメージを与えます。

Carbon Dioxide (CO2)

CO2システムを使用する際の課題は、気密ナセルの必要性ですが、これは陸上の風車では当てはまりません。 気密性の高い環境で作動させると、これらのシステムは放電後数秒で抑制効果を発揮し、コンポーネントや機器の内部に浸透することがあります。 ガス式システムのメンテナンスはむしろ少なく、漏れがないようにCO2濃度をチェックしたりモニターしたりする必要がある。 排出されたとき、CO2は残留物を残さず、電気部品に悪影響を与えません。しかし、CO2は排出中にその場にいる人間に大きな危険をもたらすので、空間にアクセスしている間の人間の安全を確保するために大規模なロックアウト・タグアウト措置を必要とします。

Aerosol-based

エアゾールベースの消火は非常に細かい固体粒子とガス状物質からなり、完全な洪水を防止することが可能です。 システムは比較的小さいが、ナセル内のコンポーネントへの近接に関して、設計中に特別な配慮をする必要がある。 エアロゾルベースのシステムは環境的に安全だと考えられていますが、残留物が残って重要な部品にダメージを与える可能性があり、CO2と同様、居住空間では安全ではありません。 これらのシステムは、最小限のメンテナンスしか必要としないため、保守が簡単です。

Clean Agent

Chemours FM-200 や 3M Novec 1230 などのクリーンエージェントを使用した自動火災抑制システムは、風力タービンを保護するための理想的なオプションです。 クリーン エージェントを格納するシリンダーのスペースはほとんど必要なく、検出チューブは、保護しようとする風力タービン内の特定の領域の周囲に容易に配置でき、システムの動作に電気は必要ありません。 また、誤作動が少なく、クリーンエージェントは人のいる場所や狭い場所でも安全で、機器にダメージを与えません。 クリーン剤を放出した後に残留物が残らないので、清掃の必要がない。 9307>

Conclusion

国際火災安全科学学会は2014年に、風力タービン火災の90%以上がタービンの全損、またはタービンの主要部品の深刻な構造的故障につながったと報告した。 火災による風力発電機の交換費用が高騰する中、風力発電機を守ることはこれまで以上に重要な課題となっています。 風車を守るには、火災が発生するとすぐに感知し、延焼を防ぐために火災を抑制する消火装置を設置することが有効です。 消火装置には多くの種類とサイズがあり、それぞれ独自の方法で機能します。 アプリケーションに最適なシステムの選択と設計は、保護を必要とする機器と火災の危険性の種類に基づいていることを心に留めておいてください