Schrijven door Greg Lupion
Contributor
Drie maanden na de ingebruikname heeft ’s werelds eerste drijvende windmolenpark de prestatieverwachtingen overtroffen, aldus de exploitant, Statoil. Het Hywind Scotland Pilot Park met vijf turbines en een vermogen van 30 MW – gelegen op 15 mijl van de kust van Aberdeenshire – draaide in november, december en januari op 65% van zijn maximale theoretische capaciteit, aldus het Noorse energiebedrijf.
Elke van de vijf drijvende windturbines in het Hywind Scotland Pilot Park kan 6 MW aan energie in het net pompen voor een projecttotaal van 30 MW aan opwekkingscapaciteit. Wanneer de stroom niet wordt gebruikt, wordt deze opgeslagen in lithiumbatterijen voor later gebruik. Bekijk het volledige verhaal over de ontwikkeling van Hywind op tinyurl.com/FloatingHywind (Bron: Equinor | Statoil)
Ter vergelijking: de typische capaciteitsfactor tijdens het winterseizoen voor een aan de onderkant vastgebouwd offshore windmolenpark bedraagt 45 tot 60%. Het capaciteitscijfer van 65% werd bereikt ondanks een orkaan en een zware winterstorm met golfhoogten tot 27 voet.
De turbines van Hywind zijn ongeveer 830 voet hoog, waarvan 256 voet onder het wateroppervlak ligt. Elke toren is met drijvende kettingen aan de zeebodem vastgemaakt en weegt 1.323 ton. De drijvende turbines, in water van meer dan 328 voet diep, kunnen theoretisch genoeg elektriciteit opwekken om 20.000 gemiddelde Britse huizen van stroom te voorzien wanneer ze op volle kracht draaien.
Het voordeel van offshore
Het grootste voordeel van een drijvend windmolenpark is dat de windsnelheden op zee doorgaans hoger liggen dan op het land. Kleine snelheidsverhogingen resulteren in een grote toename van de energieproductie. Zo kan een turbine bij een windsnelheid van 15 km/u twee keer zoveel energie opwekken als een turbine bij een windsnelheid van 12 km/u, aldus het American Geosciences Institute. Bovendien zijn de windsnelheden op zee stabieler dan die op het land, wat een stabielere energiebron oplevert. Aangezien de helft van de Amerikaanse bevolking aan de kust woont, bieden deze voordelen de mogelijkheid om regio’s met een hoge energiedichtheid te bedienen.
De nadelen van offshore-windenergie zijn onder meer mogelijke schade aan de turbines door zware offshore-stormen, de hoge bouwkosten en de uitdaging om betrouwbare windmolenparken te bouwen in diepe wateren.
Tot dusver zijn drijvende turbines alleen ingezet in bescheiden projecten, zoals het 7 MW-systeem dat is gebouwd en wordt geëxploiteerd door het Fukushima Wind Offshore Consortium voor de kust van de prefectuur Fukushima, Japan. Offshore-windmolenparken worden doorgaans gebouwd op zeebodems in ondiep water. Echter, 80% van de offshore windbronnen bevinden zich in water dat te diep (200 ft.) is voor conventionele bodemvaste windturbines, volgens een woordvoerder van Statoil.
“We verwachten wereldwijd een exponentiële groei te zien in drijvende offshore wind,” zei Statoil, vooral naarmate de technologie volwassener wordt en de kosten dalen. “We zijn op zoek naar nieuwe regio’s, en evalueren verschillende interessante gebieden waar potentieel is voor drijvende offshore wind. Van de markten met een groot potentieel denken wij aan Japan, de westkust van Noord-Amerika en zelfs Europa als enkele voorbeelden.” Dit zijn gebieden waar de zeebodem steil van de kust afloopt.
Europa een voortrekker?
De Europese marktvooruitzichten voor hernieuwbare energie in het algemeen zijn bullish. Volgens een recent rapport van het Internationale Agentschap voor hernieuwbare energie van de Europese Commissie zou het aandeel van hernieuwbare energiebronnen in het totale energieverbruik in de EU tussen 2015 en 2030 kunnen verdubbelen, van 17 naar 34%. In het rapport wordt opgemerkt dat de Europese energiesector een groot aandeel van de opwekking van windenergie kan opnemen.
Deze kaart toont het enorme potentieel van offshore-windenergie wereldwijd. (Bron: Equinor)
Aangespoord door de overeenkomst van Parijs over klimaatverandering heeft Europa doelen gesteld voor de inzet van hernieuwbare energie. Het verbruik van hernieuwbare energie is gestegen van 9% in 2005 tot 16,7% in 2015, zo blijkt uit het verslag van de Commissie. De EU ligt op schema om de 20%-doelstelling voor 2020 te halen.
Om windenergie op grotere schaal ingang te doen vinden, moeten bouwers en exploitanten echter manieren vinden om de kosten te drukken. Zij investeren steeds meer in internet of things of IoT. “Over het algemeen biedt IoT exploitanten de mogelijkheid om hun activa efficiënt te beheren”, zegt senior analist Paul Miller van Forrester Research. “Gedetailleerde monitoring en voorspellend onderhoud verbeteren de uptime van afgelegen boerderijen. Engineers kunnen de opdracht krijgen om locaties te bezoeken die ondersteuning nodig hebben, en hun kans dat ze de juiste onderdelen bij zich hebben neemt ook toe.”