Ala

Kelluvat alustat: Onko lupaava tulevaisuus offshore-uusiutuvalle energialle?

Kelluvat alustat: Onko lupaava tulevaisuus offshore-uusiutuvalle energialle?

Windfloat-kelluvan tuuliturbiinin prototyyppi Agucadorassa, Portugalissa [Kuvan lähde: Wikimedia Commons]

Kuten Trevor English kertoi mielenkiintoisesta tekniikasta, aurinkoenergiayritykset, kuten japanilainen Kyocera, rakentavat uusia aurinkoenergialaitoksia järville ja säiliöille sijoitetuille kelluville alustoille. Kyoceralla on jo kolme niistä käynnissä ja se valmistelee myös uutta megaprojektia käytettäväksi juomavesivarastossa Yamakura-padon takana, 32 km Tokiosta itään.

Kuten Trevor English selittää, kelluva aurinko auttaa sähkön tuottamisen lisäksi jäähdyttämään paneeleja tehden niistä tehokkaampia ja myös varjostaa ja jäähdyttää vettä estäen tai rajoittamalla mahdollisesti haitallisten leväkasvujen leviämistä. Nämä hankkeet auttavat myös hidastamaan vedestä haihtumista, mikä auttaa säilyttämään veden tason yhä kuumempina kesäisin.

Japanilaiset eivät ole ainoita, jotka ovat aloittaneet kelluvan aurinkoenergian käyttöönoton. Vuonna 2014 Intia rakensi 50 MW kelluvaa aurinkoa, joka kattaa 1,27 miljoonaa neliömetriä, ja on myös aloittanut vastaavien, pienempien projektien toteuttamisen Gujaratin osavaltion eri kanavilla. Myös Singapore on päässyt mukaan tähän peliin.

Näiden hankkeiden taustalla on enemmän tai vähemmän sama tilan puute tavanomaisen maanpäällisen aurinkoenergian sijoittamiseksi. Kelluvan alustan periaate ei kuitenkaan rajoitu aurinkoon. Globaalilla tuulienergia-alalla on todellakin ollut käytössä kelluvia tuulipuistoja useita vuosia, tekniikka soveltuu myös merien energiahankkeisiin, ja on olemassa useita nerokkaita hybridimalleja, jotka '' kelluvat '' ja joihin liittyy moniteknologisia lähestymistapoja, kuten tuuli ja aurinko.

Ennen näiden kelluvien aurinkohankkeiden äskettäistä esiintymistä kelluvia alustoja on suurelta osin käytetty tietojen keruuseen kustannusten leikkaamiseksi. Esimerkiksi vuonna 2014 ranskalainen Nass & Wind Offshore otti käyttöön halkaisijaltaan 12 metriä kelluvan alustan, joka sisälsi joukon mittausvälineitä keräämään tietoja tuulen nopeudesta ja meriolosuhteista Bretagnen rannikolla. Noin samaan aikaan, Mainstream Renewable Power otti käyttöön Pohjanmeren ensimmäisen kaupallisen kelluvan LiDAR-tuulenmittauslaitteen Narecin offshore-anemometria- ja tutkimusalustalla Northumberlandin rannikon tuntumassa.

LiDAR-pohjainen FLS200-kelluva tiedonkeruujärjestelmä, jonka on kehittänyt Eolos Solutions [Kuvalähde: Eolos]

Kelluvat tuuliturbiinit eivät todellakaan ole uusia, mutta ne ovat silti hyvin lapsenkengissä, rajoittuen suurelta osin erilaisiin demonstraatioprojekteihin. Idea on ollut olemassa ainakin vuodesta 2006, jolloin Massachusettsin teknillisen instituutin (MIT) ja kansallisen uusiutuvan energian laboratorion (NREL) tutkijat suunnittelivat tällaisen turbiinin teräskaapeleilla, jotka kiinnittivät alustan kulmat merenpohjaan. Japani otti johtoaseman vuonna 2009 esittelyhankkeella, joka otettiin käyttöön Norjan rannikon ja toisen Portugalin rannikon edustalla vuonna 2011. Japanilla on tällä hetkellä toiminnassa kolme kelluvaa merituulihanketta, mukaan lukien maailman ensimmäinen kelluva sähköasema. Sillä on valmisteilla muita esittelyhankkeita.

Yhdysvallat seuraa takana suunnitelmia kehittää esikaupallinen kelluva turbiiniryhmä Tyynenmeren länsirannikolle. Kolme Euroopan maata, jotka ovat eniten mukana kelluvassa merituulessa, ovat Ranska, Portugali ja Skotlanti.

Energiatekniikan instituutti (ETI) tunnisti kesäkuussa 2015 kelluvan offshore-tuulen yhdeksi johtavista tekniikkavaihtoehdoista Ison-Britannian energiajärjestelmän hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi.

Kelluvilla merituulipuistoilla voi olla monia etuja perinteisten serkkujensa lisäksi. Aluksi kaikki syvemmille vesille sijoitetut tuulipuistot ovat poissa näkyvistä rannikkoalueilta, mikä vähentää niiden kehityksen vastustusta. He pystyvät myös hyödyntämään voimakkaampia tuulia merelle - tyypillisesti 30-100 mailin päässä rannasta - tuottaen siten enemmän energiaa. Tavanomaiset syvänmeren projektit ovat kuitenkin kalliita, lähinnä perustusten kustannusten takia. Kelluvat merituulilavat välttävät tämän. Lisäksi sen sijaan, että ne rakennettaisiin paikan päällä, ne voidaan koota maahan ja hinata merelle, mikä auttaa vähentämään rakennuskustannuksia, erityisesti raskaiden hissien asennusalusten vaatimusten osalta.

Merituulimarkkinat, jotka ovat yhä enemmän tarkastelleet kelluvan alustan lähestymistapaa, ovat Japani, Yhdysvallat ja monet Euroopan maat sekä Iso-Britannia. Kelluva merituuli voisi mahdollisesti olla erityisen sovellettavissa Välimeren ja Atlantin rannikolle. Valitettavasti tekniikka on vielä lapsenkengissään, joten sitä ei ole vielä täysin esitelty laajamittaisesti. Tällä hetkellä kehitteillä on tällä hetkellä yli kolmekymmentä kelluvia merituulihankkeita, mutta vain viisi niistä on osoitettu täysimittaisina (yli 1 MW).

Kuten muillakin syntyvillä tekniikoilla, hallituksen on tuettava sen koko potentiaalista kehitystä. Jos tämä tarjotaan, useat kustannusennusteet osoittavat, että kelluva merituuli voi saavuttaa kustannuspariteetin tavanomaisen kiinteän pohjaisen merituulen kanssa jossain vaiheessa 2020-lukua, ja tasoitetut energiakustannukset (LCOE) ovat 85-95 puntaa per MWh suuriin, kaupallisiin projekteihin. Kustannusten vähennyksiä voitaisiin saavuttaa ajan myötä.

Toinen tekniikka, joka on omaksunut kelluvan alustan lähestymistavan, on lämpöenergia. Äskettäin ammattitaitoinen palveluyritys Bureau Veritas (BV) on myöntänyt periaatteessa hyväksynnän uudelle 6700 tonnin nelikerroksiselle 1 MW: n kelluvalle alustalle nimeltä Ocean Thermal Energy Converter (OTEC), joka pystyy tuottamaan sähköä lämmöstä meressä.

Teknologian on kehittänyt Korean alusten ja meritekniikan tutkimuslaitos (KRISO), vaikka periaatteesta on keskusteltu monien vuosien ajan, ja se esitettiin ensimmäisen kerran 1880-luvulla. Ennen tämän uuden korealaisen projektin ilmestymistä ainoa käytössä oleva OTEC-laite on ollut japanilainen Sagan yliopisto. Pelcin ja Fujitan (2000) mukaan jopa 88 000 terawattituntia sähköä voitaisiin tuottaa vuodessa vaikuttamatta valtameren lämpörakenteeseen, jossa näitä laitteita käytetään. Laitteet voivat tuottaa sivutuotteena kylmää vettä, jota voidaan käyttää ilmastointiin ja jäähdytykseen. Japani on ollut merkittävä OTEC-kehitykseen osallistunut kansakunta vuodesta 1970 lähtien, jolloin Tokyo Electric Power Company rakensi OTEC-projektin Naurun saaren edustalle. Yhdysvallat on myös kehittänyt OTEC-hankkeita, erityisesti Havaijin rannikolla, ja Intia testasi pilottilaitetta Tamil Nadun lähellä vuonna 2002.

KATSO MYÖS: Merituulilogistiikka: Merituulivoimaloissa työskentelevät alukset

Uusi OTEC-laite voi toimia ympäri vuorokauden. Se käyttää lämpötilaeroa kylmän veden syvyydessä ja pinnan lähellä olevan lämpimämmän veden välillä tuottaakseen virtaa suljetussa kierrossa toimivan nesteen kautta. Tämä höyrystyy ajaen turbo-generaattoria, joka tuottaa energiaa. Sitten se tiivistetään ja kierrätetään järjestelmän läpi.

Alun perin OTEC sijoitetaan Etelä-Tarawan rannikolle Tyynenmeren eteläosassa, 1300 metrin syvyyteen. Jos projekti onnistuu, sitä laajennetaan tuottamaan 100 MW: n kaupallinen laite.

Jos tekniikka voidaan osoittaa onnistuneesti ja hallitukset ovat halukkaita tukemaan sitä sen kehittämisen aikana, kelluvalla uusiutuvalla energialla on valoisa tulevaisuus. Useat alan äänet ovat optimistisia, varsinkin viimeksi professori Carl Ross Portsmouthin yliopistosta, joka ehdotti tämän vuoden alussa, että tulevaisuudessa voisi näkyä kelluvia saaria, jotka sisältäisivät aurinko-, tuuli- ja vuorovesi-energiateknologioita, tuottavat energiaa kauas nähdäksesi missä he olisivat immuuneja melua ja rumauksia vastaan ​​ja voisivat jopa tarjota koteja pienille ihmisyhteisöille. Nämä saaret ankkuroitaisiin merenpohjaan putkipylväillä, ja ne voisivat tukea tuulivoimaloita, joiden aurinkopaneelit peittävät pinnan ja vuorovesienergialaitteet niiden alla. Sopivia alueita käyttöönottoa varten voivat olla Pohjanmeri, Skotlannin länsirannikon edustalla ja mahdollisesti Englannin kanaalin aukot.

Tämä on varsin kiehtova visio, mutta ei ole epäilystäkään siitä, että kelluva uusiutuva energia on erittäin jännittävä tekniikka, jolla on paljon mahdollisuuksia muuttaa globaalia energiajärjestelmää, jos sitä voidaan kehittää ja kaupallistaa onnistuneesti.


Katso video: Roadtrip pohjanmaalle feat. Antti ja Paolo (Tammikuu 2022).