Industrija

Plutajuće platforme: Obećavajuća budućnost offshore obnovljivih izvora energije?

Plutajuće platforme: Obećavajuća budućnost offshore obnovljivih izvora energije?

Prototip plutajuće vjetroturbine Windfloat u Agucadori, Portugal [Izvor slike: Wikimedia Commons]

Sve više, kako izvještava Trevor English iz časopisa Interesting Engineering, kompanije za solarnu energiju, poput japanske Kyocere, grade nove elektrane na solarnu energiju na plutajućim platformama raspoređenim na jezerima i rezervoarima. Kyocera ih ima već tri koja rade, a također pripremaju novi mega projekat za raspoređivanje na rezervoaru za pitku vodu iza brane Yamakura, 32 kilometra istočno od Tokija.

Kao što Trevor English objašnjava, osim što proizvodi električnu energiju, plutajuća solarna energija pomaže u hlađenju panela, čime ih čini efikasnijim, a takođe zasjenjuje i hladi vodu, sprečavajući ili ograničavajući širenje potencijalno štetnog rasta algi. Ovi projekti takođe pomažu usporiti brzinu isparavanja iz vode, pomažući tako u očuvanju nivoa vode tokom sve vrućih ljeta.

Nisu Japanci jedini koji su počeli s postavljanjem plutajuće solarne energije. Indija je 2014. godine izgradila 50 MW plutajuće solarne energije koja pokriva 1,27 miliona kvadratnih metara, a takođe je započela postavljanje sličnih, manjih projekata na različitim kanalima u državi Gujarat. Singapur se također uključuje u ovu igru.

Obrazloženje ovih projekata je više-manje identično - nedostatak prostora za raspoređivanje konvencionalnih zemaljskih solarnih sistema. Međutim, princip plutajuće platforme nije ograničen samo na solarnu energiju. Zapravo, globalni sektor energije vjetra već nekoliko godina raspoređuje plutajuće vjetroelektrane, tehnologija je također pogodna za projekte pomorske energije, a postoji niz genijalnih hibridnih dizajna koji "lebde okolo" koji uključuju višetehnološke pristupe poput vjetra i solarna.

Prije nedavne pojave ovih plutajućih solarnih projekata, plutajuće platforme su se uglavnom koristile za prikupljanje podataka kako bi se smanjili troškovi. Na primjer, 2014. godine, francuska kompanija Nass & Wind Offshore postavila je plutajuću platformu promjera 12 metara koja uključuje niz mjernih instrumenata za prikupljanje podataka o brzinama vjetra i stanju mora na obali Bretanje. Otprilike u isto vrijeme, Mainstream Renewable Power rasporedio je prvi komercijalni plutajući uređaj za mjerenje vjetra LiDAR na Sjevernom moru na pulskoj platformi za anemometriju i istraživanje Narec, u blizini obale Northumberlanda.

Plutajući sistem za prikupljanje podataka FLS200, zasnovan na LiDAR-u, koji je razvio Eolos Solutions [Izvor slike: Eolos]

Plutajuće turbine na vjetar sigurno nisu nove, ali još uvijek su u povojima, uglavnom ograničene na razne demonstracijske projekte. Ideja postoji barem od 2006. godine kada su istraživači sa Massachusetts Institute of Technology (MIT) i Nacionalnog laboratorija za obnovljivu energiju (NREL) dizajnirali takvu turbinu čeličnim kablovima koji pričvršćuju uglove platforme na morsko dno. Japan je preuzeo vodstvo 2009. godine demonstracionim projektom koji je postavljen na obali Norveške, a drugi na obali Portugala 2011. godine. Trenutno Japan ima tri plutajuća priobalna projekta o vjetru, uključujući prvu plutajuću podstanicu na svijetu. U pripremi su još demonstracioni projekti.

SAD slijede s planovima da razviju predkomercijalni plutajući niz turbina u blizini zapadne obale Tihog okeana. Tri evropske države koje su najviše uključene u plutajući priobalni vjetar su Francuska, Portugal i Škotska.

U junu 2015. godine Institut za energetsku tehnologiju (ETI) identificirao je plutajući priobalni vjetar kao jednu od vodećih tehnoloških opcija za dekarbonizaciju britanskog energetskog sistema, pružajući oko 8-16 GW offshore kapaciteta za proizvodnju vjetra.

Plutajuće priobalne vjetroelektrane mogle bi imati niz prednosti iznad svojih konvencionalnih rođaka. Za početak, bilo koja vjetroelektrana smještena u dubljim vodama bit će izvan vidokruga daleko od priobalnih područja, smanjujući tako protivljenje njihovom razvoju. Također će moći iskoristiti jače vjetrove dalje prema moru - obično 30 do 100 milja udaljene od obale - i tako generirati više energije. Međutim, konvencionalni projekti dubokih voda su skupi, uglavnom zbog troškova temelja. Plutajuće priobalne platforme za vjetar to će izbjeći. Nadalje, umjesto da se grade na lokaciji, oni se mogu sastaviti na kopnu i izvući na more, što pomaže smanjenju troškova gradnje, posebno s obzirom na potrebe za brodovima za ugradnju teških dizala.

Tržišta vjetra na moru koja sve više gledaju na pristup plutajuće platforme uključuju Japan, SAD i brojne evropske zemlje, kao i Veliku Britaniju. Potencijalno, plutajući priobalni vjetar mogao bi biti posebno primjenjiv na Mediteran i atlantsku obalu. Nažalost, tehnologija je još uvijek u povojima i stoga je još uvijek nije u potpunosti demonstrirana na širokom nivou. Trenutno se u svijetu trenutno razvija preko trideset plutajućih priobalnih vjetroelektrana, ali od njih je samo pet pokazanih u punom opsegu (više od 1 MW).

Kao i kod ostalih novih tehnologija, njihov puni potencijalni razvoj mora podržati vlada. Ako se to pruži, brojne projekcije troškova ukazuju na to da bi plutajući priobalni vjetar mogao dostići paritet troškova u odnosu na konvencionalni offshore vjetar s fiksnim dnom u nekom trenutku 2020-ih, s poravnatim troškovima energije (LCOE) od 85-95 £ po MWh za velike projekte komercijalnih razmjera. Dalja smanjenja troškova mogla bi se postići s vremenom.

Druga tehnologija koja je prihvatila pristup plutajuće platforme je toplotna energija. Nedavno je kompanija za profesionalne usluge Bureau Veritas (BV) odobrila Načelo (AiP) za novu plutajuću platformu od 1 MW od 6.700 tona, četverospratnu, nazvanu Ocean Thermal Energy Converter (OTEC) koja će moći generirati energiju iz topline u okeanu.

Tehnologiju je razvio Korejski institut za istraživanje brodova i okeana (KRISO), iako se o tom principu raspravlja već dugi niz godina, a prvi je put predstavljen 1880-ih. Prije pojave ovog novog korejskog projekta, jedini OTEC uređaj koji je radio bio je onaj koji je nadzirao Saga University u Japanu. Prema Pelcu i Fujiti (2000), godišnje se može proizvesti do 88 000 teravat sati električne energije bez utjecaja na toplotnu strukturu okeana u kojem su ovi uređaji raspoređeni. Uređaji mogu proizvoditi hladnu vodu kao nusproizvod koji se može koristiti za klimatizaciju i hlađenje. Japan je bila glavna država koja je doprinijela razvoju OTEC-a, otprilike od 1970. godine kada je Tokijska elektroenergetska kompanija izgradila OTEC-ov projekat na ostrvu Nauru. SAD su takođe razvile OTEC projekte, posebno na obali Havaja i Indija je 2002. godine testirala pilot uređaj u blizini Tamil Nadua.

VIDI TAKOĐE: Vodena logistika na moru: Brodovi zaposleni u offshore vjetroelektranama

Novi OTEC uređaj moći će raditi danonoćno. Koristi temperaturnu razliku između hladne vode u dubini i toplije vode u blizini površine za proizvodnju energije putem zatvorene petlje radne tečnosti. Ovo je ispareno, pokrećući turbo-alternator koji stvara energiju. Zatim se kondenzira i provlači kroz sistem.

OTEC će u početku biti raspoređen na obali Južne Tarave u južnom Tihom okeanu, u vodi dubokoj 1.300 metara. Ako je projekat uspješan, bit će proširen kako bi se proizveo uređaj od 100 MW komercijalne razmjere.

Ako se tehnologija može uspješno demonstrirati i vlade su je voljne podržati tijekom njenog razvoja, tada plutajuća obnovljiva energija ima svijetlu budućnost. Nekoliko glasova u ovom sektoru je optimistično, posebno nedavno, profesor Carl Ross sa Univerziteta u Portsmouthu, koji je početkom ove godine sugerirao da bi budućnost mogla vidjeti plutajuća ostrva koja uključuju sunčevu energiju, energiju vjetra i plime i oseke, stvarajući energiju daleko da bi se vidjelo gdje bili bi imuni na protivljenje zbog buke i neuglednosti i čak bi potencijalno mogli pružiti domove malim zajednicama ljudi. Ova ostrva bi bila usidrena na morsko dno cjevastim stupovima i mogla bi podržavati vjetroturbine solarnim pločama koje prekrivaju površinu i uređajima za plimnu energiju ispod njih. Pogodna područja za raspoređivanje mogu biti Sjeverno more, zapadna obala Škotske i, možda, početni dio La Manchea.

Ovo je prilično intrigantna vizija, ali nema sumnje da je plutajuća obnovljiva energija izuzetno uzbudljiva tehnologija s puno potencijala za transformaciju globalnog energetskog sistema ako se može uspješno razviti i komercijalizirati.


Pogledajte video: Mini solarna elektrana - Čačak (Januar 2022).