211service.com
Et nyt twist på flydende vindkraft
Vindmøller knyttet til flydende bøjer kan udnytte stærkere, mere vedvarende vinde i det åbne hav. Men de flydere, der nu bruges til sådanne dybvandsinstallationer, kan vise sig at være uoverkommeligt dyre, fordi de bøjer, der er nødvendige for at holde dem oven vande, er enorme. Nu vender et projekt i Frankrig turbinedesignet på hovedet for, hvad udviklerne håber vil være et billigt alternativ.
Bedre balance: Vindmøller med lodret akse, som denne tørlandsprototype udviklet af Nenuphar, kunne gøre havvind mere økonomisk.
Det franske olie- og gasingeniørfirma Technip og vindkraftstartup Nenuphar annoncerede for nylig Vertiwind, en vindmølle på to megawatt, som de planlægger at flyde i Middelhavet inden udgangen af 2013. Projektet anvender en turbine med en hovedrotoraksel, der er indstillet lodret, som en snurretop, snarere end vandret, som i en konventionel vindmølle.
Fordelen ved design med lodret akse er, at det sænker turbinens tyngdepunkt. Vertiwinds design er 100 meter højt, men placerer generatoren, der vejer 50 tons, inde i et forseglet rør under turbinens roterende vinger, 20 meter over havet. Dette gør turbinen mindre toptung, hvilket giver mulighed for et betydeligt mindre flotationssystem, som kun vil strække sig ni meter under havets overflade.
I modsætning hertil vil en turbine med vandret akse med samme effekt og vinger, der også når 100 meter høje, have brug for, at generatoren er 60 meter over havet. En bøje bygget af Technip til en 2,3 megawatt horisontal-akset flydende turbineprototype, ejet af det norske energiselskab Statoil, strækker sig 100 meter under overfladen.
Man sparer meget materiale med en lodret akse, siger Stephane His, vicepræsident for biobrændstoffer og vedvarende energi hos Technip. Men mere end det letter du processen med at installere selve maskinen.
Technip og Nenuphar planlægger at bygge to turbiner med lodret akse med en effekt på to megawatt hver, en onshore og en offshore, til en pris af $28 millioner. Tallet er stadig betydeligt mere end lavtvandsturbiner fastgjort til havbunden (som koster omkring 5 millioner dollars pr. megawatt), men meget mindre end de cirka 70 millioner dollars, der er brugt på konstruktionen af prototypen, som ejes af Statoil til konstruktion, implementering og løbende forskning.
Ved at forfølge et design med lodret akse bruger Vertiwind teknologi, der næsten blev forladt for vindkraft på land for mere end ti år siden. Lodret akse design, som i sagens natur er lavt til jorden, kan normalt ikke konkurrere med højere vandrette vindmøller, der fanger stærkere vinde i højere højder.
Dette burde være mindre af en ulempe offshore, da vindhastigheden stiger mindre med højden over åbent vand, end den gør over land, siger Walter Musial, der leder offshore vindenergiforskningsaktiviteter for det amerikanske energiministeriums energiministerium. Nationalt laboratorium for vedvarende energi i Golden, Colorado.
Musial er dog i tvivl om det design, som Vertiwind går efter. Der er bygget få møller med lodret akse i stor skala, og alle har haft et buet vingedesign, der forbinder møllens hovedaksel i toppen og bunden af vingen, og derved fordeler belastningen på konstruktionen jævnt, siger Musial. Vertiwind vil dog bruge et design med lige blade, der kun er forbundet til den centrale aksel med to understøtninger eller stivere nær bunden af bladet.
Den klinge kommer til at bøje, når den roterer på grund af centrifugalkraften, og forbindelserne på disse stivere bærer hele belastningen, siger Musial. Disse samlinger bliver hamret - det er det mest udfordrende tekniske aspekt af dette design.
Nenuphar CEO Charles Smadja siger, at han er overbevist om, at designet vil klare belastningen, baseret på test af en 35-kilowatt prototype, der spinder ved højere hastigheder. Smadja indrømmer dog, at en rampe op til en to-megawatt-mølle vil give nye udfordringer. Det, man kan gøre ordentligt i lille skala, kan være svært at gøre i meget stor skala, siger han.