Skrivet av Greg Lupion
Contributor
Tre månader efter installationen har världens första flytande vindkraftpark överträffat förväntningarna, enligt operatören Statoil. Hywind Scotland Pilot Park med fem turbiner och 30 MW – som ligger 15 mil utanför Aberdeenshire-kusten – fungerade vid 65 procent av sin maximala teoretiska kapacitet i november, december och januari förra året, uppger det norska energibolaget.
Var och en av de fem flytande vindkraftverken i Hywind Scotland Pilot Park kan pumpa in 6 MW energi i elnätet, vilket ger ett projekt med en total produktionskapacitet på 30 MW. När energin inte används lagras den i litiumbatterier för senare användning. Se hela berättelsen om utvecklingen av Hywind på tinyurl.com/FloatingHywind (Källa: Equinor | Statoil)
En jämförelse är den typiska kapacitetsfaktorn under vintersäsongen för en bottenfast havsbaserad vindkraftpark 45-60 %. Kapacitetsfaktorn på 65 % uppnåddes trots en orkan och en svår vinterstorm med våghöjder på upp till 27 fot.
Hywind’s turbiner är cirka 830 fot höga, varav 256 fot är nedsänkta under vattenytan. Varje massivt torn är fäst vid havets botten med hjälp av flytande kedjor och väger 1 323 ton. De flytande turbinerna, i vatten som är mer än 328 fot djupt, skulle teoretiskt sett kunna generera tillräckligt med el för att driva 20 000 genomsnittliga brittiska hushåll när de drivs med full kapacitet.
Fördelen med havsbaserad vindkraft
Den största fördelen med en flytande vindkraftpark är att vindhastigheterna till havs vanligtvis är högre än på land. Små ökningar av hastigheten resulterar i stora ökningar av energiproduktionen. Till exempel kan en turbin i en vind på 15 km/h generera dubbelt så mycket energi som en turbin i en vind på 12 km/h, enligt American Geosciences Institute. Dessutom är vindhastigheterna till havs jämnare än på land, vilket ger en stabilare kraftkälla. Med tanke på att kustområdena utgör hälften av USA:s befolkning ger dessa fördelar möjlighet att betjäna regioner med hög energitäthet.
Nackdelarna med att bygga till havs är bland annat att turbinerna kan skadas av kraftiga stormar till havs, de höga byggkostnaderna och utmaningen med att bygga tillförlitliga vindkraftverk på djupt vatten.
Hittills har flytande turbiner endast använts i blygsamma projekt, till exempel det system på 7 MW som byggts och drivs av Fukushima Wind Offshore Consortium utanför kusten av Fukushima prefektur, Japan. Vanligtvis byggs havsbaserade vindkraftverk på havsbottnar på grunt vatten. 80 % av vindkraftresurserna till havs finns dock i vatten som är för djupa (200 fot) för konventionella vindkraftverk som är monterade på botten, enligt en talesman för Statoil.
”Vi förväntar oss att se en exponentiell tillväxt av flytande havsbaserad vindkraft över hela världen”, sade Statoil, särskilt när tekniken mognar och kostnaderna sjunker. ”Vi håller utkik efter nya regioner och utvärderar flera intressanta områden där det finns en potential för flytande havsbaserad vindkraft. Av marknader med hög potential tror vi på Japan, Nordamerikas västkust och även Europa som några exempel.” Detta är områden där havsbottnarna faller brant från kusten.
Europa en föregångare?
De europeiska marknadsutsikterna för förnybar energi i allmänhet är optimistiska. Mellan 2015 och 2030 kan EU fördubbla sin användning av förnybara energikällor, från 17 till 34 procent, som andel av den totala energianvändningen, enligt en färsk rapport från Europeiska kommissionens internationella byrå för förnybar energi. I rapporten konstateras att Europas energisektor kan ta emot stora andelar vindkraftsproduktion.
Denna karta visar den enorma potentialen för havsbaserad vindkraft i hela världen. (Källa: Equinor)
Med anledning av Parisavtalet om klimatförändringar har Europa satt upp mål för utbyggnaden av förnybar energi. Konsumtionen av förnybar energi ökade från en andel på 9 procent 2005 till 16,7 procent 2015, enligt kommissionens rapport. EU är på god väg att nå sitt mål på 20 procent för 2020.
För att bredda användningen av vindkraft måste byggare och operatörer hitta sätt att sänka kostnaderna för vindkraft. De investerar alltmer i sakernas internet eller IoT. ”Generellt sett ger IoT operatörerna möjlighet att effektivt hantera sina tillgångar”, säger Paul Miller, senioranalytiker på Forrester Research. ”Detaljerad övervakning och förutsägbart underhåll förbättrar drifttiden för avlägsna gårdar. Ingenjörer kan få i uppdrag att besöka platser i behov av stöd, och deras chanser att ha rätt delar med sig ökar också.”