Innowacyjna konstrukcja norweskiego start-upu
World Wide Wind, w której dwa "przeciwbieżne" wirniki umieszczone są na
smukłej konstrukcji wieży-dźwigara, ma sprawić, że koszt energii w tej
technologii spadnie poniżej 50 USD/MWh, pisze Darius Snieckus na łamach
portalu rechargenews.com.
Pływające turbiny wiatrowe o
pionowej osi obrotu (VAWT) - zaprojektowane z łopatami ustawionymi pod
kątem do wieży, a nie pionowo, jak w zdecydowanej większości tego typu
przemysłowych modeli – od dawna są zapowiadane przez wielu inżynierów
offshore jako klucz do wykorzystania w nadchodzących latach ogromnych
zasobów wiatru o dużej prędkości, na głębokich wodach.
Pomimo
wyraźnych zalet konstrukcyjnych w stosunku do konwencjonalnych wersji
trójłopatowych, w tym braku przekładni i systemów chłodzenia oraz
możliwości masowej produkcji, tańszych i bardziej wytrzymałych wirników,
a także generatorów wbudowanych na poziomie wody zamiast wysoko w
gondoli, co ma na celu zwiększenie stabilności i ułatwienie dostępu do
konserwacji i napraw w trakcie eksploatacji, VAWT jak dotąd nie zdołały
przebić się na rynku, a obecnie w fazie aktywnego rozwoju znajduje się
zaledwie kilka modeli (patrz panel poniżej).
Norweski twórca
technologii World Wide Wind (WWW) uważa, że udało mu się rozwiązać ten
impas jednym słowem: kontrakcja. Firma z Oslo twierdzi, że jej
przyciągający uwagę projekt, w którym dwa wielokierunkowe wirniki są
rozstawione na konstrukcji wieżowej, zakotwiczonej do dna morskiego za
pomocą nowatorskiego systemu cumowania w kształcie wieżyczki, może być
przełomem w branży, eliminując "destrukcyjne poziomy momentu obrotowego i
wibracji" oraz obniżając koszt energii (LCOE) pływającego wiatru do 50
euro/MWh z obecnego ponad 2,5-krotnie wyższego poziomu.
–
Wierzymy, że może to być 'moment Tesli' dla floating offshore – mówił
dla portalu rechargenews.com Stian Valentin Knutsen, założyciel WWW,
który wraz z szefem technologii Hansem Bernhoffem opracował innowacyjną
konstrukcję przeciwbieżnej turbiny pionowej (CVRT).
– W ciągu
ostatnich dziesięciu lat było wiele główkowania nad pływającym wiatrem,
ale nie ma dziś rozwiązania do jego komercjalizacji. Uważamy, że obecna
ścieżka również nie rozwiąże tego problemu, czyli doprowadzenia
technologii do LCOE, które będzie konkurencyjne – dodał ekspert.
Kontrrotacyjna
konstrukcja WWW, która, jak szacuje firma, może być skalowana do
gigantycznego modelu o mocy znamionowej 40MW, została zaprojektowana
tak, aby zneutralizować moment obrotowy na wieży – dobrze rozpoznany
show-stopper dla VAWT – a ponieważ zarówno stojan, jak i wirniki
koncepcji obracają się jednocześnie, umożliwiło to użycie "prostszego,
lżejszego i tańszego generatora" przy jednoczesnym "uzyskaniu dwóch
turbin połączonych w jedną".
– Zintegrowany projekt może być
również wykonany od początku, aby jeszcze bardziej obniżyć koszty –
podsumował Knutsen, wskazując na środowisko współpracy między
partnerami, w tym norweskimi firmami badawczo-rozwojowymi Sintef i North
Wind, Uniwersytetem w Uppsali i organem klasyfikacyjnym DNV.
–
Bitwa toczy się na morzu, na 60 metrach i głębiej, więc potrzebne są
struktury pływające. Nasza koncepcja odchodzi od złożoności technologii
trójłopatowej, która została zaprojektowana dla lądu lub w najlepszym
przypadku stałych fundamentów – mam na myśli, że nikt nie myślał o
pływających formach, kiedy zaprojektował pierwsze turbiny – i rozwiązuje
wiele problemów wokół skalowania, co jest kluczem do cięcia kosztów –
stwierdził prezes Trond Lutdal.
Fot. Komponenty składające się na koncepcję floating CRVT firmy World Wide Wind
Smukły
profil CRVT, który przechyla się w wodzie wraz z wiejącym wiatrem,
"część osi pionowej i poziomej", jak zauważają inżynierowie, ma również
"znacznie niższy" efekt wake niż tradycyjny wirnik, co oznacza, że
deweloper może "zmniejszyć o połowę odległość między turbinami na farmie
wiatrowej, co jest ważne dla wydajności w przechwytywaniu wiatru w
obszarze lokalizacji projektu".
– Cztery razy więcej turbin
naszej konstrukcji, niż konwencjonalne modele, mogłoby zostać
zainstalowanych na danym obszarze – Utsira Nord [jedna z dwóch stref
otwieranych na rozwój morskiej energetyki wiatrowej przez rząd
norweski], na przykład, mogłaby mieć moc 6GW, a nie 1,5GW [obecny limit
mocy] – dodaje prezes.
– Ludzie mówią o rentowności pływającego
wiatru i o tym, że wkrótce stanie się on konkurencyjny... ale potrzebna
jest stopniowa zmiana w technologii, aby naprawdę odpowiedzieć na
pytanie 'jak' – kontynuował Lutdal.
Bardzo duża część tego "jak" w rzeczywistości bezpośrednio nie ma nic wspólnego z koncepcją turbiny.
–
Norwegia jest fantastycznym punktem wyjścia [dla sektora pływających
elektrowni wiatrowych], biorąc pod uwagę naszą morską i naftowo-gazową
historię, naszą zaawansowaną technologicznie kulturę przemysłową, silną
tradycję partnerstwa publiczno-prywatnego – i oczywiście nasze wielkie
zasoby morskiej energii wiatrowej – podsumował Lutdal.
Pomimo
tych atutów oraz licznych raportów rynkowych podkreślających potencjał
transformacji przemysłowej, sektor morskiej energetyki wiatrowej w
Norwegii nadal składa się tylko z dwóch jednostek: Hywind Demo wdrożonej
przez Equinor w 2009 roku i od tego czasu przebudowanej na centrum
badawczo-rozwojowe o nazwie Zephyros, oraz Stiesdal TetraFloat, która
obecnie przechodzi testy morskie wspierane przez Shell, RWE i Tepco.
Analitycy
Menon Economics obliczyli niedawno, że krajowy rynek pływających
elektrowni wiatrowych stworzyłby 50 tys. miejsc pracy i przyniósłby
ponad 10 mld dolarów rocznego obrotu, ale nadal jest opóźniany przez
brak jasności co do "konkretnych ambicji" ze strony rządu.
Norwegia
wyznaczyła swój pierwszy długoterminowy cel w zakresie morskiej
energetyki wiatrowej, którym jest odblokowanie terenów pod 30 GW mocy do
2040 roku, w oparciu o 4,5 GW stałych i pływających projektów
demonstracyjnych, które mają powstać w ramach flagowej rundy aukcyjnej.
–
Patrząc dziś na floating offshore z historycznego punktu widzenia,
możemy powiedzieć [w Norwegii], Robiliśmy to już wcześniej, od lat 70. w
morskiej branży naftowo-gazowej, ale wiele, wiele lat wcześniej niż w
morskiej.
Z punktu widzenia rynku, mamy wiedzę na temat rozwoju
technologii offshore, ludzi i zestawy umiejętności do rozwiązywania
złożonych problemów przemysłowych. A klimat polityczny się zmienia [na
korzyść morskiej energetyki wiatrowej] – mówi Lutdal.
– Nie mogę
się wypowiadać w imieniu norweskiego rządu, ale wierzę, że jesteśmy
wreszcie gotowi do podjęcia poważnych wysiłków w celu [przyspieszenia
rozwoju sektora] – kontynuuje Lutdal.
Innowacje nowej generacji w zrównoważonym rozwoju
Innowacja
następnej generacji płynie w żyłach koncepcji WWW, z tańszymi
materiałami na wieżę i fundamenty – aluminium zamiast stali - oraz
włóknem szklanym z recyklingu zamiast włóknem szklanym i węglowym do
produkcji łopat – "uwzględnionymi" w nadchodzących projektach.
–
Istnieje na pierwszej inspekcji pięć lub sześć obszarów, w których
możemy zobaczyć prawdziwe możliwości dla większego zrównoważonego
rozwoju w CRVT niż w przypadku turbin o poziomej osi – mówi Lutdal.
Fot. WWW
Wiatr wieje jak nigdy wcześniej. Rynek turbin wiatrowych z rekordami
ABL wykona usługi badania gwarancyjnego dla gazowego projektu Neptun Deep na Morzu Czarnym
Orlen otrzymuje 62 mln euro na rozwój infrastruktury wodorowej
Gaz-System opracuje Wodorową Mapę Polski
Trwa 39. Konferencja EuroPOWER & 9. OZE POWER
Włącz się w Power Connect. Pierwsze energetyczne targi w Gdańsku