Промишленост

Плаващи платформи: Обещаващо бъдеще за офшорната възобновяема енергия?

Плаващи платформи: Обещаващо бъдеще за офшорната възобновяема енергия?

Прототипът плаваща вятърна турбина Windfloat в Агукадора, Португалия [Източник на изображението: Wikimedia Commons]

Все по-често, както се съобщава за Интересен инженеринг от Trevor English, компании за слънчева енергия като японската Kyocera изграждат нови слънчеви енергийни централи на плаващи платформи, разположени върху езера и резервоари. Kyocera вече има три от тях и работи и също така подготвя нов мега проект за разполагане на резервоар за питейна вода зад язовир Ямакура, на 32 километра източно от Токио.

Както обяснява Trevor English, освен генерирането на електричество, плаващата слънчева енергия помага за охлаждане на панелите, като по този начин ги прави по-ефективни, а също така засенчва и охлажда водата, като по този начин предотвратява или ограничава разпространението на потенциално вредния растеж на водорасли. Тези проекти също спомагат за забавяне на скоростта на изпаряване от водата, като по този начин спомагат за запазване на нивата на водата през все по-горещо лято.

Японците не са единствените, които са започнали да разполагат с плаваща слънчева енергия. През 2014 г. Индия построи 50 MW плаваща слънчева енергия, покриваща 1,27 милиона квадратни метра, а също така започна да разгръща подобни, по-малки проекти на различните канали в щата Гуджарат. Сингапур също се включва в тази игра.

Обосновката зад тези проекти е повече или по-малко идентична - липсата на място за разполагане на конвенционална земна слънчева енергия. Принципът на плаващата платформа обаче не се ограничава само до слънчевата. Всъщност глобалният сектор на вятърната енергия от няколко години разполага с плаващи вятърни паркове, технологията е подходяща и за морски енергийни проекти и има редица гениални хибридни проекти, „плаващи наоколо“, включващи мултитехнологични подходи като вятъра и слънчева.

Преди неотдавнашната поява на тези плаващи слънчеви проекти, плаващи платформи до голяма степен са били използвани за събиране на данни с цел намаляване на разходите. Например през 2014 г. френската компания Nass & Wind Offshore внедри плаваща платформа с диаметър 12 метра, включваща набор от измервателни уреди за събиране на данни за скоростта на вятъра и морските условия край бреговете на Бретан. Приблизително по същото време, Mainstream Renewable Power внедри първото търговско плаващо устройство за измерване на вятъра LiDAR в Северно море в офшорната платформа за анемометрия и изследвания Narec, край бреговете на Northumberland.

Плаващата система за събиране на данни FLS200, базирана на LiDAR, разработена от Eolos Solutions [Източник на изображението: Eolos]

Плаващите вятърни турбини със сигурност не са нови, но все още са в много ранна детска възраст, до голяма степен ограничени до различни демонстрационни проекти. Идеята съществува от поне 2006 г., когато изследователи от Масачузетския технологичен институт (MIT) и Националната лаборатория за възобновяема енергия (NREL) проектират такава турбина със стоманени кабели, осигуряващи ъглите на платформата към морското дъно. Япония пое водещата роля през 2009 г. с демонстрационен проект, разположен край бреговете на Норвегия, и друг край бреговете на Португалия през 2011 г. В момента Япония има три експлоатационни плаващи офшорни вятърни проекта, включително първата в света плаваща подстанция. Предстои още демонстрационни проекти.

САЩ изостават с плановете си да разработят плаваща турбина с предварително пласиран турбин край западното крайбрежие на Тихия океан. Трите европейски държави, които са най-ангажирани с плаващ морски вятър, са Франция, Португалия и Шотландия.

През юни 2015 г. Институтът за енергийни технологии (ETI) определи плаващия офшорен вятър като един от водещите технологични варианти за декарбонизация на енергийната система на Обединеното кралство, осигурявайки около 8-16 GW морски капацитет за генериране на вятър.

Плаващите офшорни вятърни паркове могат да имат редица предимства, надвишаващи техните конвенционални братовчеди. Като начало, всеки вятърен парк, разположен в по-дълбоки води, ще бъде далеч от погледа далеч от крайбрежните райони, като по този начин ще намали опозицията срещу тяхното развитие. Те също така ще могат да се възползват от по-силните ветрове по-далеч в морето - обикновено на 30 до 100 мили от брега - като по този начин генерират повече енергия. Конвенционалните проекти за дълбоководни води обаче са скъпи, до голяма степен поради цената на основите. Плаващите офшорни вятърни платформи ще избегнат това. Освен това, вместо да се конструират на място, те могат да се сглобяват на сушата и да се теглят към морето, като по този начин спомагат за намаляване на строителните разходи, особено по отношение на изискването за кораби за монтиране на тежки асансьори.

Офшорните вятърни пазари, които все повече разглеждат подхода на плаващата платформа, включват Япония, САЩ и редица европейски страни, както и Великобритания. Потенциално плаващият морски вятър може да бъде особено приложим за Средиземно море и Атлантическия бряг. За съжаление, технологията все още е в зародиш и следователно все още не е напълно демонстрирана в голям мащаб. Понастоящем в света се разработват над тридесет плаващи офшорни вятърни проекта, но от тях само пет са демонстрирани в пълен мащаб (над 1 MW).

Както при другите зараждащи се технологии, пълното му потенциално развитие трябва да бъде подкрепено от правителството. Ако това се предостави, редица прогнози за разходите показват, че плаващият морски вятър може да достигне паритет на разходите с конвенционалния морски вятър с фиксирано дъно в даден момент през 2020-те, с изравнени разходи за енергия (LCOE) от £ 85- £ 95 на MWh за големи търговски проекти. С течение на времето могат да се постигнат допълнителни намаления на разходите.

Друга технология, която е възприела подхода на плаващата платформа, е топлинната енергия. Съвсем наскоро компанията за професионални услуги Bureau Veritas (BV) даде одобрение по принцип (AiP) за нова 6700 тонна, четирипалубна 1 MW плаваща платформа, наречена Ocean Thermal Energy Converter (OTEC), която ще може да генерира енергия от топлина в океана.

Технологията е разработена от Корейския изследователски институт за кораби и океанско инженерство (KRISO), въпреки че принципът се обсъжда в продължение на много години, като за първи път е представен през 1880-те. Преди появата на този нов корейски проект, единственото работещо устройство на OTEC е било това, което се наблюдава от университета Saga в Япония. Според Pelc и Fujita (2000) годишно може да се генерира до 88 000 тераватчаса мощност, без да се засяга топлинната структура на океана, в който са разположени тези устройства. Устройствата могат да произвеждат студена вода като страничен продукт, който може да се използва за климатизация и охлаждане. Япония е основната държава, допринасяща за развитието на OTEC, от около 1970 г., когато Токийската електрическа компания изгражда проект на OTEC край остров Науру. САЩ също са разработили проекти на OTEC, особено край бреговете на Хавай и Индия са тествали пилотно устройство близо до Тамил Наду през 2002 г.

ВИЖТЕ СЪЩО: Офшорна вятърна логистика: Кораби, заети в офшорна вятърна инсталация

Новото OTEC устройство ще може да работи денонощно. Той използва температурната разлика между студена вода в дълбочина и по-топла вода близо до повърхността, за да генерира енергия чрез затворен цикъл на работна течност. Това се изпарява, задвижвайки турбо-алтернатор, който генерира енергия. След това се кондензира и циклира през системата.

OTEC първоначално ще бъде разположен край бреговете на Южна Тарава в южната част на Тихия океан, във вода с дълбочина 1300 метра. Ако проектът е успешен, той ще бъде мащабиран, за да произведе устройство с търговски мащаб от 100 MW.

Ако технологията може да бъде демонстрирана успешно и правителствата са готови да я подкрепят по време на нейното развитие, тогава плаващата възобновяема енергия има светло бъдеще. Няколко гласа в сектора са оптимистични, по-специално, наскоро професор Карл Рос от Университета в Портсмут, който в началото на тази година предположи, че бъдещето може да види плаващи острови, включващи слънчеви, вятърни и приливни енергийни технологии, генериращи енергия далеч, за да се види къде те биха били имунизирани срещу опозиция по отношение на шума и неприятностите и дори биха могли да осигурят домове за малки общности от хора. Тези острови щяха да бъдат закрепени към морското дъно от тръбни стълбове и биха могли да поддържат вятърни турбини със слънчеви панели, покриващи повърхността и приливни енергийни устройства под тях. Подходящите райони за разполагане могат да включват Северно море, край западното крайбрежие на Шотландия и евентуално началните участъци на Ламанша.

Това е доста интригуваща визия, но няма съмнение, че плаващата възобновяема енергия е изключително вълнуваща технология с много потенциал за трансформация на глобалната енергийна система, ако може да се развива и комерсиализира успешно.


Гледай видеото: Левитирующая платформа (Октомври 2021).