211service.com
Vindkraft der flyder
Udviklere af havvindmølleparker ville elske at bygge på dybt vand mere end 32 kilometer fra kysten, hvor stærkere og mere stabile vinde hersker, og klager over skæmmet landskab er mindre sandsynlige. Men at bygge fundamenter til at understøtte vindmøller i vand, der er dybere end 20 meter, er uoverkommeligt dyrt. Nu optrapper teknologiudviklere arbejdet med flydende turbiner for at gøre sådanne farme mulige.
Havbundet: Siden december har denne prototype på 80 kilowatt flydende vindmølle absorberet vindenergi ud for Puglia, Italien, på 108 meter dybt vand, ud over den økonomisk levedygtige dybde for turbiner monteret på havbunden. Data fra maskinens interaktioner med vind og bølger vil informere det endelige design og kontrolskemaer for flydende turbiner i fuld størrelse.
Flere virksomheder er på vej til at demonstrere systemer ved at låne kraftigt fra olie og gas offshore platformteknologi. I december, den hollandske flydende-turbine udvikler Blue H Technologies lancerede en testplatform ud for Italiens sydkyst; I sidste måned annoncerede virksomheden sine planer om at installere en ekstra testmølle ud for kysten af Massachusetts og muligvis begynde at bygge en fuld vindmøllepark ud for den italienske kyst næste år. Tæt bagved er SWAY , baseret i Bergen, Norge, som rejste 29 millioner dollars sidste efterår og planlægger at fremlægge en prototype af sin flydende vindmølle i 2010.
Hvis disse bestræbelser lykkes, kan de åbne op for en ressource af enorm skala. F.eks. ifølge en 2006-analyse af det amerikanske energiministerium, General Electric og Massachusetts Technology Collaborative , overstiger havvindressourcer på Atlanterhavs- og Stillehavskysten den nuværende elproduktion i hele den amerikanske elindustri.
Succesen med den flydende turbine kan være nøglen til at udnytte denne ressource. Vindmølleparker som dem, der er installeret i Danmark, Tyskland og andre europæiske farvande og foreslået til Nantucket Sound, i Massachusetts, lider under et begrænset udbud af marine konstruktionsudstyr såsom pæledrivere og kraner. Emerging Energy Research, et konsulentfirma baseret i Cambridge, MA, sagde i sidste uge, at det globale marked for havvindenergi kunne nå op på 40.000 megawatt i 2020 – nok til at forsyne mere end 30 millioner amerikanske hjem og mere end dobbelt så stort som sidste års vindenergi. installationer over hele verden – men kun med stærkt udvidet marinekonstruktionskapacitet. At bygge selv 2.000 megawatt havvind i løbet af de næste fem år vil kræve en betydelig stigning i den marine forsyningskæde, ifølge Keith Hays, konsulentfirmaets forskningsdirektør.
Multimedier
Se konstruktionen og lanceringen af en flydende vindenergiplatform.
Flydende turbiner kan samles på land og bugseres på plads, så en ende løber rundt om offshore-konstruktionens flaskehals. Platformen, som Blue H bugserede ud af Brindisi Havn i Puglia, Italien, i vinter kaldes en spændingsbensplatform, et konventionelt offshore olie- og gasplatformdesign, der flyder under overfladen, holdt stift på plads af kæder, der løber til stål eller beton ankre på havbunden. Ovenpå er der installeret en 80 kilowatt vindmølle udstyret med sensorer til at registrere bølge- og vindstyrkerne 10 kilometer offshore. Meget større flydende versioner – 2,5 megawatt og 3,5 megawatt turbiner af den skala, der bruges i nutidens havvindmølleparker – er under opførelse af Blue H og kan installeres så snart som dette efterår.
Det, der er usædvanligt ved Blue H's design, er møllens to-bladede rotor - et design, der tabte til tre-vinge-designet i 1990'erne, da vindmølleindustrien blev skaleret op. Martin Jakubowski, Blue H medstifter og teknologichef, siger, at støjen og de rystende høje rotationshastigheder, der gjorde to-bladere til en taber på land, enten er irrelevante eller et plus offshore. Hurtigere rotation giver i mellemtiden to fordele. Jakubowski siger, at frekvensen på 30 til 35 omdrejninger pr. minut, det dobbelte af en trebladet turbine, er mindre modtagelig for interferens fra platformens frem- og tilbagesving under bølgepåvirkning.
Turbine struktur: Ståloverbygningen under denne vindmølle kaldes en spændingsbensplatform, svarende til det, der bruges i offshore olie- og gasplatforme. Når platformen først er placeret offshore, holdes den stift på plads af kæder, der løber til en stål- og betonmodvægt på havbunden.
Hurtigere rotation betyder også mindre drejningsmoment, hvilket betyder, at hele strukturen kan bygges lettere. (Se Wind Power for Pennies. ) Rotoren, gearkassen og generatoren i Blue Hs 2,5 megawatt turbine vil veje 97 tons-53 tons lettere end den letteste maskine med samme effekt på markedet. Det er en stor fordel, siger Jakubowski. For os er vægten på toppen noget, vi skal presse op. Mølle og platform er tilsvarende billigere at bygge, siger han. Nettoresultatet, siger Jakubowski, skulle være en yderst konkurrencedygtig energikilde. Han vurderer, at Blue Hs vindmølleparker vil levere vindenergi for syv til otte cents per kilowatt-time, hvilket stort set svarer til de nuværende omkostninger ved naturgasfyret produktion og konventionel vindenergi på land.
Og det vil være ude af syne og dermed, håber virksomheden, ude af sind for konkurrerende lokale interesser som turisme. Stedet ud for Cape Cod, hvor Blue H har til hensigt at installere en testplatform næste sommer til sin første amerikanske vindmøllepark, vil være 23 miles fra kysten.
Blue Hs norske konkurrent SWAY bruger en anderledes kombination af offshore platformteknologi og turbinedesign. SWAY's platform er i bund og grund en sparbøje, der kan stige og falde blidt med bølgepåvirkning, og dermed kræver mindre forankring end spændingsbensplatformen. Bøjen, en søjle næsten 200 meter høj, vil blive holdt på plads af en 2.400 tons grusballast på havbunden. Dens turbine er tre-bladet, men i modsætning til konventionelle landmøller, har den lov til at vende modvind i stedet for at holdes mod vinden for bedre at imødekomme krængning af tårnet.
Paul Sclavounos, en maskiningeniør og specialist i flådearkitektur ved MIT, hvis laboratorium designer begge slags strukturer til offshore-turbiner, siger, at begge virksomheder har valgt levedygtige flotationsmetoder, selvom han mener, at spar-tilgangen fra SWAY vil være bedre tilpasset til hårdere vand. Han siger, at Blue H's platform kan fungere ud for den italienske kyst, men at forankre den til at håndtere de 30- til 40-meter-bølger, som New Englands storme kan piske op, er måske ikke økonomisk. De omkostninger, der virkelig driver denne forretning, er primært grundlaget, siger Sclavounos.
Hvor han stiller spørgsmålstegn ved begge firmaer, er deres beslutning om at redesigne vindmøllerne. Sclavounos siger, at hans gruppe designer både bjælker og platforme til at bære konventionelle fem-megawatt-turbiner designet til offshore-applikationer på land eller lavt vand. Du ønsker ikke at redesigne møllerne til offshore-udlægning, fordi det bliver meget dyrt, og det er nok ikke nødvendigt tidligt, siger han.
I Sclavounos synspunkt nærmer økonomien i elindustrien sig allerede et vendepunkt, der vil drive hurtig indførelse af flydende turbiner. Teknologien er i det væsentlige bevist, siger han. Vi ved, at vi kan designe [platforme] og bjælker, der ikke vil bevæge sig i store storme. Det, der vil føre til, at denne industri tager fart, vil være økonomien. Når CO2-emissionshandelsmarkederne begynder at modnes, vil du se denne industri tage fart, selv uden statsstøtte. Vi er ikke langt fra det.