Το μέλλον του υποθαλάμου είναι να πνέει στον αέρα

(Εικόνα: GE Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας)

(Φωτογραφία: Αρχή Ισχύος)

(Φωτογραφία: SkySpecs)

(Εικόνα: Equinor)

Previous Next

Ο ανοικτός αιολικός αέρας είναι ζεστός, με το δυναμικό να είναι ένας σημαντικός τομέας ανάπτυξης για τις παγκόσμιες θαλάσσιες, υποθαλάσσιες και ενεργειακές αγορές για τα επόμενα χρόνια. Ο Eric Haun κάνει μια βαθιά κατάδυση σε οκτώ εταιρείες που οδηγούν το δρόμο.

GE Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας
Δεδομένου ότι τα αιολικά έργα αιολικής ενέργειας σε ολόκληρο τον κόσμο προσβλέπουν στην ενσωμάτωση των τελευταίων καινοτομιών στην τεχνολογία ανεμογεννητριών για μεγιστοποίηση της απόδοσης και μείωση του κόστους, πολλοί κατασκευαστές παράγουν μεγαλύτερους στροβίλους σε προηγμένα σχέδια θεμελίωσης για ακόμη μεγαλύτερα βάθη νερού. Αυτές οι μεγαλύτερες τουρμπίνες, οι οποίες είναι σε θέση να συλλάβουν περισσότερη ενέργεια και είναι πιο αποδοτικές, επιτρέπουν λιγότερες εγκαταστάσεις και χαμηλότερο κόστος συντήρησης.

Τον Μάρτιο του 2018, η GE Renewable Energy ανακοίνωσε ότι θα επενδύσει περισσότερα από 400 εκατομμύρια δολάρια τα επόμενα τρία έως πέντε χρόνια για να αναπτύξει και να αναπτύξει το Haliade-X 12 MW, το οποίο αναμένεται να αναλάβει τη μεγαλύτερη και ισχυρότερη υπεράκτια ανεμογεννήτρια στον κόσμο. Η εγκατάσταση θα διαθέτει χωρητικότητα 12 MW, ρότορα 220 μέτρων, λεπίδα 107 μέτρων. Η Haliade-X, ύψους 260 μέτρων πάνω από τη θάλασσα, θα παράγει 45% περισσότερη ενέργεια από οποιαδήποτε άλλη υπεράκτια ανεμογεννήτρια που διατίθεται σήμερα και θα παράγει μέχρι και 67 GWh ετησίως, δήλωσε η GE.

Οι μεγαλύτεροι ανεμογεννήτριες παραγωγής ενέργειας προσφέρουν αποδοτικότητα σε ολόκληρο το έργο, μειώνοντας τον κίνδυνο και το κόστος εγκατάστασης (λιγότεροι στρόβιλοι εγκαθίστανται), τη λειτουργία, τη συντήρηση και την επισκευή για τους προγραμματιστές, γεγονός που καθιστά τις υπεράκτιες αιολικές εγκαταστάσεις πιο επικερδείς και τελικά μειώνουν το κόστος ηλεκτρικής ενέργειας για τους καταναλωτές. Το Haliade-X έχει σχεδιαστεί για να προσφέρει μεγαλύτερη αποδοτικότητα παραγωγής ενέργειας, με συντελεστή μεικτής χωρητικότητας 63% πέντε έως επτά βαθμούς πάνω από το σημερινό σημείο αναφοράς της βιομηχανίας, σύμφωνα με την GE. Ως εκ τούτου, θα παράγει περισσότερη ενέργεια ανά MW εγκατεστημένο.

Ideol Offshore, STX Ευρώπη Υπεράκτια Ενέργεια
Σε πολλές τοποθεσίες σε ολόκληρο τον πλανήτη, εμπορικά αιολικά πάρκα σχεδιάζονται για ύδατα που απλά δεν μπορούν να στηρίξουν τις σταθερές δομές που χρησιμοποιούνται συνήθως. Για τα έργα αυτά αναπτύσσεται μια νέα γενιά πλωτών ανεμογεννητριών. Οι υπεράκτιοι υποσταθμοί που συλλέγουν και εξάγουν ενέργεια που παράγεται από τους στρόβιλους μέσω υποβρύχιων καλωδίων θα πρέπει επίσης να είναι ειδικά σχεδιασμένες για να επιπλέουν. Η Ideol και η STX Europe Offshore Energy δηλώνουν ότι αναπτύσσουν ένα νέο πλωτό υποσταθμό που θα είναι συμβατό τόσο με τα παραδοσιακά ανοικτά αιολικά πάρκα όσο και με τα παραδοσιακά ανοικτά αιολικά πάρκα. Το Ideol αναπτύσσει τεχνολογίες αιωρούμενων θεμελίων για υπεράκτια αιολικά πάρκα, ενώ η STX έχει προμηθεύσει υποσταθμούς στην αιολική βιομηχανία υπεράκτιας αιολικής ενέργειας. Μαζί οι συνεργάτες επιδιώκουν να δημιουργήσουν, να κατασκευάσουν και να εγκαταστήσουν έναν γενικό και αρθρωτό πλωτό υποσταθμό βασισμένο στην πατενταρισμένη ιδέα της πισίνας ιδανικής απόλυτης αντίστασης της Ideol για τους πλωτούς στρόβιλους. Η ιδέα περιλαμβάνει μια δακτυλιοειδής πλωτή δομή θεμελίων με κεντρικό άνοιγμα που αξιοποιεί τις υδροδυναμικές ιδιότητες για σταθεροποίηση το θεμέλιο και τον στρόβιλο, ή στην περίπτωση αυτή τον υποσταθμό. Η χαλάρωση του νερού που περιέχεται μέσα στο άνοιγμα αντισταθμίζει αποτελεσματικά την κίνηση του αιτία πλωτήρα από το πρήξιμο κύματος. Ideol και STX λένε ότι ο πλωτός υποσταθμός έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να μεγιστοποιεί τόσο την τυποποίηση για μείωση του κόστους και modularization για μεγαλύτερη ευελιξία του έργου. Οι προγραμματιστές σκοπεύουν να έχουν μια λύση έτοιμη για την αγορά εγκαίρως για τις προσεχείς επιπλέουσες εμπορικές προσφορές της Γαλλίας.

Αρχή Ισχύς
Οι τεχνολογίες που αναπτύσσονται για να επιτρέπουν την πλωτή υπεράκτια αιολικά πάρκα έχουν προκαλέσει πολλή buzz, και για καλό λόγο. Οι πλωτές κατασκευές υψηλής τεχνολογίας ξεκλειδώνουν τις δυνατότητες για καθαρή αιολική ενέργεια στα ύδατα - ειδικά στα βαθιά νερά - όπως η Δυτική Ακτή των ΗΠΑ και σε μέρη της Ασίας όπου δεν μπορούν να υποστηριχθούν παραδοσιακά σταθερά ιδρύματα.

Μεταξύ των ηγετών αυτού του χώρου είναι η βασισμένη στην Καλιφόρνια Αρχή Ισχύς και η κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας τριγωνικού σχήματος πλωτή ανεμογεννήτρια WindFloat. Η ημι-βυθιζόμενη πλατφόρμα offshore με τρεις στήλες διαθέτει πλάκες παγίδευσης νερού, οι οποίες, μέσω των αποτελεσμάτων απόσβεσης, μειώνουν την κίνηση λόγω κυμάτων. Οι εργασίες για την κατασκευή της πλωτής βάσης και την εγκατάσταση ενός στροβίλου στην κορυφή μιας από τις στήλες της ολοκληρώθηκαν εξ ολοκλήρου στην ξηρά, πριν από την πλήρη συναρμολόγηση της ρυμουλκούμενης στην τελική θέση της ανοικτής θάλασσας, μειώνοντας σημαντικά το κόστος εγκατάστασης. Το WindFloat είναι επίσης "agnostic turbine", που σημαίνει ότι κάθε συμβατική αιολικής τουρμπίνας μπορεί να εγκατασταθεί επάνω σε μία από τις στήλες του.

Σε συνεργασία με μια κοινοπραξία εταίρων, η Power Principle ανέπτυξε ένα πρότυπο 2MW WindFloat πλήρους κλίμακας στα ανοικτά των ακτών της Πορτογαλίας το 2011 και από τότε πήρε την τεχνολογία μέσω των βημάτων για να αποδείξει την ετοιμότητά της για εμπορευματοποίηση. Κατά τη διάρκεια πενταετούς περιόδου λειτουργίας, παράγονται περισσότερα από 17 GWh ηλεκτρικής ενέργειας και παραδίδονται στο τοπικό δίκτυο με υποθαλάσσιο καλώδιο προτού το πρωτότυπο παροπλισθεί το 2016.

Τώρα, αξιοποιώντας τα επιχειρησιακά δεδομένα και την πείρα που αποκτήθηκε κατά τη διάρκεια της δοκιμαστικής περιόδου, η αρχή Power έχει πολλά υπό εκτέλεση έργα για την ανάπτυξη αιολικών έργων ανοικτής θάλασσας στα ανοικτά των ακτών της Καλιφόρνια, της Πορτογαλίας, της Γαλλίας και αλλού. Η εταιρεία εργάζεται ακόμη και για να σχεδιάσει ένα πλωτό ίδρυμα ικανό να φιλοξενήσει μια επόμενη γενιά 10 + MW ονομαστική στροβίλων που αναπτύχθηκε ως μέρος ενός έργου που εμπλέκει γερμανική στροβίλων κατασκευαστής Senvion.

SkySpecs, Orsted
Σε λιγότερο από 15 λεπτά, ένα πλήρως αυτοματοποιημένο αεροσκάφος ήταν σε θέση να πραγματοποιήσει έλεγχο από πάνω προς τα κάτω της λεπίδας της μεγαλύτερης υπεράκτιας ανεμογεννήτριας στον κόσμο.

Η καινοτόμος επιθεώρηση πραγματοποιήθηκε πρόσφατα στις 80μ τουρμπίνες στροβίλου 8MW MHI Vestas V164 στην Burbo Bank Extension, 7 χιλιόμετρα από την ακτή του Liverpool Bay στη Θάλασσα της Ιρλανδίας, μέσω εταιρικής σχέσης μεταξύ SkySpecs με έδρα τις ΗΠΑ και υπεράκτιου κατασκευαστή αιολικού πάρκου και χειριστή Ørsted .

Η Δρστέντ (πρώην DONG Energy) με έδρα τη Δανία έχει ρίζες στη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου που αρχίζει στις αρχές της δεκαετίας του 1970. Σήμερα, η εταιρεία επικεντρώνεται εξ ολοκλήρου στην καθαρή ανανεώσιμη ενέργεια και είναι η μεγαλύτερη αιολικής εταιρείας στην ανοικτή θάλασσα στον κόσμο, με έργα που λειτουργούν ή βρίσκονται σε εξέλιξη στη Δανία, το Ηνωμένο Βασίλειο, τη Γερμανία, τις Κάτω Χώρες, τις ΗΠΑ και την Ταϊβάν. Περιττό να πούμε ότι η εταιρεία διαθέτει μεγάλο αριθμό ανεμογεννητριών σε λειτουργία, τα οποία θα απαιτούν επιθεώρηση καθ 'όλη τη διάρκεια ζωής του εξοπλισμού.

Ο David-Lee Jones, ο ανώτερος τεχνικός διευθυντής της Ørsted, δήλωσε ότι όταν πραγματοποιούν επιθεωρήσεις ανεμογεννητριών, είναι συχνά δύσκολο να συγκεντρωθεί η συνεπής ποιότητα εικόνας στις μεγαλύτερες υπεράκτιες τουρμπίνες. Αυτό είναι όπου η ρομποτική και η τεχνολογία λογισμικού παροχής λύσεων SkySpecs μπαίνει στο παιχνίδι.

Ο συνιδρυτής της SkySpecs και ο επικεφαλής της τεχνολογίας Tom Brady δήλωσαν ότι οι πληροφορίες που συγκεντρώθηκαν μέσω της αυτοματοποιημένης υπηρεσίας επιθεώρησης των αεροσκαφών της εταιρείας βοηθούν τους ιδιοκτήτες να διαμορφώσουν τις προβλέψιμες στρατηγικές συντήρησης με ένα "βουνό δεδομένων blade" και εργαλεία ανάλυσης που βοηθούν στην καλύτερη κατανόηση της υγείας του εξοπλισμού τους.

Τα αεροσκάφη της SkySpecs διεξάγουν την επιθεώρηση πλήρως αυτόνομα χωρίς ανθρώπινο έλεγχο και επομένως παρέχουν πιο ακριβείς, συνεπείς και ισχυρές δυνατότητες επιθεώρησης, ανέφερε η εταιρεία. Τα δεδομένα που συλλέγονται από το drone μεταφορτώνονται αυτόματα στο προϊόν λογισμικού SkySpecs, το Horizon, το οποίο ταξινομεί τις εικόνες ανάλογα με τον τύπο βλάβης και τη σοβαρότητα. Ένα προηγμένο χαρακτηριστικό στο λογισμικό που περιλαμβάνει ροές εργασιών προγραμματισμού επισκευών, πίνακες ελέγχου αναλυτικών στοιχείων και πληροφορίες που επιτρέπουν στους χρήστες να εντοπίζουν τις τάσεις, το κόστος επισκευής έργων και να καθορίζουν την απόδοση επένδυσης (ROI).

Equinor, Masdar
Οι συνεργάτες Equinor (πρώην Statoil) και Masdar έχουν εγκαταστήσει ένα σύστημα αποθήκευσης μπαταριών που ονομάζουν Batwind, το οποίο αποθηκεύει ενέργεια που παράγεται από το πρώτο εμπορικό αιολικό πάρκο στον κόσμο. Η ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται 25 χιλιόμετρα ανοικτής θάλασσας στο αιολικό πάρκο της Hywind Scotland μεταφέρεται μέσω καλωδίων σε έναν υπόγειο σταθμό στη Peterhead της Σκωτίας που αποθηκεύεται στις μπαταρίες ιόντων λιθίου Batwind 1 MW και συνδέεται με το δίκτυο.

Οι τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας, όπως μπαταρίες και άλλοι, αναμένεται να αποκτήσουν όλο και μεγαλύτερη σημασία για τη σταθερότητα του δικτύου στα επόμενα χρόνια, ειδικά καθώς το εγκατεστημένο κόστος των συστημάτων αποθήκευσης μπαταριών συνεχίζει να μειώνεται. Ο Sebastian Bringsvaerd, υπεύθυνος ανάπτυξης του Hywind και Batwind, εξήγησε ότι η διακύμανση της ανανεώσιμης ενέργειας μπορεί να διαχειριστεί το δίκτυο σε κάποιο βαθμό, αλλά χρειάζονται νέες, έξυπνες λύσεις για την αποθήκευση ενέργειας, για την παροχή σταθερής ισχύος.

Ο Equinor συγκρίνει το Batwind με μια «ενεργειακή αποθήκη» που λειτουργεί για να αμβλύνει το διαλείμματα και να βελτιστοποιήσει την παραγωγή. Ο σκοπός της, λέει ο Equionr, είναι να "διδάξει" την μπαταρία όταν συγκρατεί και να αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια, και πότε να στείλει ενέργεια στο δίκτυο, αυξάνοντας έτσι την αξία. Για να καταστήσει το σύστημα όσο το δυνατόν πιο έξυπνο, η Equinor και η Masdar αναπτύσσουν αλγόριθμους που βασίζονται σε πολλαπλές πηγές δεδομένων, όπως προβλέψεις καιρού, τιμές αγοράς, χρονοδιαγράμματα συντήρησης, πρότυπα κατανάλωσης και υπηρεσίες δικτύου. Η ψηφιοποίηση είναι βασικός οδηγός, είπε ο Bringsvaerd. Το σύστημα διαχείρισης ενέργειας της Batwind γίνεται πιο έξυπνο καθώς τροφοδοτεί περισσότερα δεδομένα, εξήγησε, προσθέτοντας ότι η τιμή στην αποθήκευση δεν είναι απαραίτητα στην ποσότητα της αποθηκευμένης ενέργειας, αλλά πώς βελτιστοποιείται και ελέγχεται καλύτερα.

(Όπως δημοσιεύθηκε στην έκδοση Ιουλίου-Αυγούστου 2018 του Reporter για τη θαλάσσια τεχνολογία )