Written by Greg Lupion
Contributor
Trzy miesiące po rozmieszczeniu, pierwsza na świecie pływająca farma wiatrowa przekroczyła oczekiwania dotyczące wydajności, według jej operatora, Statoil. Pięcioturbinowy, 30-MW Park Pilotażowy Hywind Scotland – położony 15 mil od wybrzeża Aberdeenshire – działał na poziomie 65% swojej maksymalnej teoretycznej mocy w listopadzie, grudniu i styczniu ubiegłego roku, jak poinformowała norweska firma energetyczna.
Każda z pięciu pływających turbin wiatrowych w Hywind Scotland Pilot Park jest w stanie pompować 6 MW energii do sieci w ramach projektu o łącznej mocy 30 MW. Gdy nie jest używana, energia jest przechowywana w akumulatorach litowych do późniejszego wykorzystania. Obejrzyj pełną historię rozwoju Hywind na tinyurl.com/FloatingHywind (Źródło: Equinor | Statoil)
Dla porównania, typowy współczynnik mocy w sezonie zimowym dla morskiej farmy wiatrowej o dolnym mocowaniu wynosi od 45 do 60%. Wydajność na poziomie 65% została osiągnięta pomimo huraganu i silnego sztormu zimowego z falami o wysokości do 27 stóp.
Turbiny Hywind mają około 830 stóp wysokości, z czego 256 stóp jest zanurzonych pod powierzchnią wody. Każda masywna wieża jest przywiązana do dna morza za pomocą pływających łańcuchów i waży 1,323 tony. Pływające turbiny, w wodach o głębokości ponad 328 stóp, teoretycznie mogłyby generować energię elektryczną wystarczającą do zasilenia 20 000 przeciętnych brytyjskich domów, gdyby pracowały z pełną wydajnością.
Przewaga na morzu
Główną zaletą pływającej farmy wiatrowej jest to, że prędkości wiatru na morzu są zazwyczaj szybsze niż na lądzie. Niewielki wzrost prędkości skutkuje dużym wzrostem produkcji energii. Na przykład, turbina przy wietrze wiejącym z prędkością 15 mil na godzinę może wygenerować dwukrotnie więcej energii niż przy wietrze wiejącym z prędkością 12 mil na godzinę, zgodnie z danymi Amerykańskiego Instytutu Nauk Geologicznych. Dodatkowo, prędkość wiatru na morzu jest bardziej stabilna niż na lądzie, co daje bardziej stabilne źródło energii. Biorąc pod uwagę, że obszary przybrzeżne stanowią połowę populacji Stanów Zjednoczonych, korzyści te dają możliwość obsługi regionów o dużym zagęszczeniu energii.
Do wad budowania farm wiatrowych na morzu należą potencjalne uszkodzenia turbin spowodowane silnymi sztormami, wysokie koszty budowy oraz wyzwanie, jakim jest budowa niezawodnych farm wiatrowych na głębokich wodach.
Do tej pory turbiny pływające zostały wdrożone tylko w skromnych projektach, takich jak system o mocy 7 MW zbudowany i obsługiwany przez konsorcjum Fukushima Wind Offshore u wybrzeży prefektury Fukushima w Japonii. Zazwyczaj morskie farmy wiatrowe budowane są na dnie morza w płytkich wodach. Jednak 80% morskich zasobów wiatrowych znajduje się w wodach, które są zbyt głębokie (200 stóp) dla konwencjonalnych turbin wiatrowych mocowanych na dnie, według rzecznika Statoil.
„Spodziewamy się zobaczyć wykładniczy wzrost w pływających morskich elektrowniach wiatrowych na całym świecie”, powiedział Statoil, szczególnie w miarę dojrzewania technologii i spadku kosztów. „Jesteśmy w trakcie poszukiwania nowych regionów i oceniamy kilka interesujących obszarów, w których istnieje potencjał dla morskiej energii wiatrowej. Spośród rynków o dużym potencjale wierzymy w Japonię, zachodnie wybrzeże Ameryki Północnej, a nawet Europę, jako kilka przykładów.” Są to obszary, gdzie dna morskie opadają stromo od wybrzeża.
Europe a trailblazer?
Perspektywy rynku europejskiego dla energii odnawialnej w ogóle są bycze. Między 2015 a 2030 rokiem, UE może podwoić swoje wykorzystanie odnawialnych źródeł energii, z 17 do 34%, jako udział w całkowitym zużyciu energii, zgodnie z ostatnim raportem Międzynarodowej Agencji Energii Odnawialnej Komisji Europejskiej. Raport zauważa, że europejski sektor energetyczny może pomieścić duży udział produkcji energii wiatrowej.
Ta mapa pokazuje ogromny potencjał morskiej energetyki wiatrowej na świecie. (Źródło: Equinor)
Zachęcona porozumieniem paryskim w sprawie zmian klimatu, Europa wyznacza cele w zakresie wykorzystania energii odnawialnej. Zużycie energii odnawialnej wzrosło z 9% udziału w 2005 r. do 16,7% w 2015 r., zgodnie z raportem Komisji. UE jest na dobrej drodze do osiągnięcia celu 20% ustanowionego na 2020.
Jednakże, aby poszerzyć adopcję energii wiatrowej, budowniczowie i operatorzy muszą znaleźć sposoby na obniżenie jej kosztów. Coraz częściej inwestują oni w Internet rzeczy lub IoT. „Ogólnie rzecz biorąc, IoT oferuje operatorom możliwość efektywnego zarządzania swoimi aktywami” – powiedział starszy analityk Forrester Research, Paul Miller. „Szczegółowe monitorowanie i konserwacja predykcyjna poprawiają czas sprawności zdalnych farm. Inżynierowie mogą otrzymać zadanie odwiedzenia miejsc potrzebujących wsparcia, a ich szanse na posiadanie przy sobie odpowiednich części również wzrastają.”
.