Platforma 1 MW łącząca energię wiatru, słońca i fal [wideo]

dodano: 2024-10-08 18:45 | aktualizacja: 2024-10-10 14:31
autor: Jerzy Kruczek | źródło: NoviOcean

Szwedzka firma NoviOcean przetestowała prototyp trzeciej generacji swojej platformy łączącej energię wiatru, słońca i fal. To pływająca platformy o mocy do 1 MW czystej energii produkowanej przez całą dobę dzięki fascynującemu mechanizmowi napędzanemu wypornością. Następny krok to pełnowymiarowy pilotaż, a potem produkcja.

NoviOcean

Prosimy o wyłączenie blokowania reklam i odświeżenie strony.

Platforma hybrydowa 1 MW od NoviOcean przechodzi do pełnowymiarowego pilotażu.

Ta hybrydowa platforma energetyczna 1 MW to:

innowacyjny generator energii falowej o mocy 650 kW,
6 turbin wiatrowych dających 300 kW energii wiatrowej
50 kW energii słonecznej z paneli PV

Ta platforma energii odnawialnej będzie miała stosunkowo niewielki rozmiar, gdy zostanie zbudowana w pełnym rozmiarze: 38 x 9 m, sama platforma będzie wystawać około 4 m ponad powierzchnię wody i kolejne 12 m poniżej poziomu morza. To dość mała konstrukcja w porównaniu do niektórych monstrualnych turbin wiatrowych na morzu, np. jak turbina MingYang o mocy 20 MW, która jest obecnie największą na świecie.

Jak działa platforma NoviOcean?

Gdy świeci słońce, zasila około 700 m kw. powierzchni z paneli fotowoltaicznych, czyli 50 kW mocy. Gdy wieje wiatr – a większość najlepszych zasobów wiatrowych na świecie znajduje się na morzu – będzie napędzać 6 turbin wiatrowych o łopatkach śrubowych i pionowej osi obrotu (tzw. VAWT) - łącznie 300 kW. Będzie również zbierać do 650 kW energii z ruchu fal oceanu, dzięki interesującemu systemowi zasilania z fal.

Turbiny VAWT w platformie NoviOcean.

W porównaniu do turbin wiatraków o poziomej osi, które przywykliśmy ogladać, turbiny VAWT mają kilka kluczowych zalet, szczególnie w zastosowaniach na morzu. Na początek, ciężki generator znajduje się na dole, w przeciwieństwie do szczytu gigantycznego słupa, który musi również podtrzymywać ogromny wirujący wiatrak. Dzięki temu platforma sama utrzyma się w pozycji pionowej, bez potrzeby stosowania przeciwwag lub ciężkich konstrukcji wsporczych.

Po drugie, mogą one przyjmować wiatr z dowolnego kierunku, ponieważ i tak obracają się o 360 stopni. Platforma może być więc zorientowana równolegle do fal, aby najlepiej służyć jej głównemu producentowi energii.

Energia z fal morskich

Generator energii falowej również działa w interesujący sposób.

Duża, wyglądający jak wtyczka element wystający z góry to system turbiny/generatora, umieszczony na szczycie wielkiego tłoka. Górna część tego tłoka jest przymocowana do pływającej platformy, a dolna do dna oceanu.

Między falami platforma unosi się w dół, a na dole jej podróży zawór zamyka się, aby przytrzymać platformę na dole, gdy kolejna fala zaczyna się unosić. Podczas gdy to robi, do 3 m tego gigantycznego pływaka jest utrzymywane pod wodą, zatrzymując około 600 m³ powietrza pod wodą, które rozpaczliwie chce się unieść w górę.

W optymalnym punkcie zawór otwiera się, a ta wyporność zostaje uwolniona, aby wytworzyć ogromną siłę unoszącą do 600 t na pływaku. Ta siła wciąga wodę przez rurociąg, gdy pływak się unosi, i wystrzeliwuje ją przez turbinę generatora Peltona na górze z dużą prędkością, aby wytworzyć do 650 kW natychmiastowej czystej energii. Według NoviOcean, generator będzie potrzebował fal o wysokości 4 m, aby osiągnąć szczytową wydajność.

Na czym polega innowacyjność platformy NoviOcean?

NoviOcean twierdzi, że pełnowymiarowa platforma powinna działać 24/7 przy współczynniku wydajności między 40 - 70%, a każda jednostka powinna generować średnio około 3,5 GWh rocznie. Dla porównania, przeciętny dom w USA zużywa około 10 791 kWh energii elektrycznej, więc jedna taka platforma powinna generować wystarczająco dużo energii, aby zasilić około 324 domów.

Budowa, instalacja i konserwacja tych konstrukcji powinna być banalnie prosta w porównaniu z wieloma utrudnieniami towarzyszącymi ogromnym turbinom morskim. Do tego można je rozmieszczania w sieciach, rozłożone na morzu i nie będą rzucały się w oczy. Można je też ustawiać bliżej siebie niż większe turbiny, ponieważ pozostawiają mniejszy ślad w prądach powietrza przepływających przez turbiny wiatrowe VAWT.

Na jakim etapie jest projekt NoviOcean?

NoviOcean zbudował do tej pory 3 prototypy, odpowiednio w skali 1/7, 1/6 i 1/5. Ten ostatni spędził 24 miesiące na platformie testowej, 6 tygodni w zbiorniku falowym i 14 miesięcy zainstalowany na morzu, gdzie firma twierdzi, że działał dokładnie tak, jak przewidywały symulacje.

Kolejnym krokiem jest pełnowymiarowa platforma pilotażowa, którą firma ma nadzieję zbudować i umieścić w wodzie do 2026-27 r., a następnie „układ przedkomercyjny” w latach 2028-30 i pełne komercyjne wdrożenie w latach 2031-32.

Małe „ale”, czyli jakie są koszty budowy i wdrożenia?

Wszystkie wynalazki w dziedzinie odnawialnych źródeł energii muszą być ostatecznie oceniane pod kątem niezwykle istotnego skumulowanego kosztu energii (LCoE). Pytanie zasadnicze brzmi, za ile będą w stanie sprzedać czystą energię do sieci, przy czym wszystko, począwszy od początkowych kosztów budowy i instalacji, po bieżące koszty konserwacji, personelu, amortyzacji i finansowania, będzie wliczane w cały okres trwania projektu.

Firma NoviOcean szacuje, że koszt budowy jej pierwszej pełnowymiarowej platformy hybrydowej o mocy 1 MW wyniesie 3,6 mln euro, a koszt budowy setnej platformy, która skorzysta z efektu skali, wyniesie około 2 mln euro.

Początkowe LCoE dla NoviOcean ma wynosić 275 dol./MWh.

Aktualne ceny energii wskazują, że wiatraki na lądzie dają 33 dol./MWh, energia słoneczna na skalę przemysłową około 49 dol./MWh, a wiatraki morskie plus przesył daje 81 dol./MWh.

Gdyby wyprodukowano 100 platform hybrydowych wg tego projektu to NoviOcean ocenia koszt LCoE na około 110 dol., a potem może to zejść nawet do 77 dol.

NoviOcean obecnie stara się pozyskać prywatnych inwestorów, licząc na osiągnięcie poziomu finansowania w wysokości 9 mln euro do zbudowania pierwszej pełnowymiarowej platformy.