Ένα μέλλον για τον πλωτό άνεμο

Με περισσότερους διαδηλωτές στο νερό, οι πιο σημαντικοί παίκτες ενδιαφέρονται για τον επιπλεόν ανοικτό άνεμο.

Για κάποιο χρονικό διάστημα, ο πλωτός αιολικός αιολικός τομέας ήταν κάτι εξειδικευμένο, αλλά τώρα οι μεγάλοι διαδηλωτές βρίσκονται στα έργα και οι μεγαλύτεροι παίκτες - συμπεριλαμβανομένων των εταιρειών πετρελαίου και φυσικού αερίου - σημειώνουν.

Ο κ. Erik Rijkers, Διευθυντής Ανάπτυξης & Στρατηγικής Αγοράς στην εταιρεία Quest Floating Wind Energy που εδρεύει στο Χιούστον, αναφέρει: "Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η είσοδος πετρελαϊκών και φυσικού αερίου ως προγραμματιστών / συνεταίρων σε επίπλεκτα υπεράκτια αιολικά έργα άνοιξε μερικά μάτια για την επιτάχυνση αυτή τη βιομηχανία. Η Equinor εκμεταλλεύεται τώρα επιτυχώς το αιολικό πάρκο Hywind Scotland και σχεδιάζει να εφαρμόσει την ιδέα για τη μείωση του αποτυπώματος άνθρακα των πετρελαϊκών και αερίων δραστηριοτήτων στη Νορβηγία και φαίνεται ότι θα ακολουθήσει η Aker BP.

Το έργο Hywind Tampen της Equinor προβλέπει τη χρήση 11 πλωτών ανεμογεννητριών για την παροχή ενέργειας στις εγκαταστάσεις παραγωγής πετρελαίου και αερίου Snorre και Gullfaks στον νορβηγικό τομέα της Βόρειας Θάλασσας.

"Η ιταλική εταιρία πετρελαίου Repsol και η Norwegian contractor Aker Solutions έχουν επίσης προσχωρήσει στην αμερικανική εταιρία Principle Power Inc. (PPI), ενώ η Shell προσχώρησε στις τεχνολογίες Offshore Sandsdal της Δανίας και στη Σουηδική Hexicon AB", προσθέτει ο Rijkers.

Το έργο Hywind Tampen της Equinor προβλέπει τη χρήση 11 πλωτών ανεμογεννητριών για την παροχή ενέργειας στις εγκαταστάσεις παραγωγής πετρελαίου και φυσικού αερίου Snorre και Gullfaks. (Εικόνα: Equinor)

Τα σχέδια του πλωτήρα
Ορισμένα σχέδια έχουν βρεθεί στο νερό για περισσότερο από ένα χρόνο. Πρώτα από το σήμα ήταν ο Equinor, με την ιδέα Hywind Spar. Ένα πρωτότυπο κλίμακας δοκιμάστηκε στην offshore Νορβηγία πριν από την Equinor άνοιξε Hywind Σκωτία, ένα πλωτό αιολικό πάρκο 30MW, έξω από Peterhead, Σκωτία, το 2017.

Το WindFloat semisub της PPI είδε επίσης την υπηρεσία υπεράκτιας Πορτογαλίας και τώρα χρησιμοποιείται στο site της Kincardine Offshore Windfarm Limited κοντά στο Aberdeen της Σκωτίας. Η εταιρεία, η οποία ανήκει κατά πλειοψηφία στην ισπανική κατασκευαστική εταιρεία Cobra Wind International, έχει σχεδιάσει τη συγκατάθεσή της για την κατασκευή του εργοστασίου σε μια εκμετάλλευση των 50MW χρησιμοποιώντας ανεμογεννήτριες 8MW με το σχεδιασμό WindFloat της PPI.

Το περασμένο έτος, η Ideol εγκατέστησε εκδοχές των διαδηλωτών απόσβεσης πισινών στο νερό της Γαλλίας (Floatgen - concrete) και της Ιαπωνίας (Hibiki - steel), ενώ η Toda Corporation διαθέτει το έργο GOTO offshore Japan, με προγραμματισμένες μέχρι και 10 turbines. Για το παρόν και τα μελλοντικά σχέδια υπεράκτιας υπεράκτιας αιολικής ενέργειας, η Toda Corporation έχει κατασκευάσει ένα ειδικό μηχάνημα αιολικής εγκατάστασης μήκους 110 μέτρων, το οποίο ονομάζεται Float Riser (Hatayashi).

Δύο επιπλέον σχέδια αναμένεται να εισέλθουν στα γαλλικά ύδατα το 2021. Το έργο Provence Grand Large θα αποτελείται από τρεις turbines της Siemens Gamesa 8.4MW, τοποθετημένες σε μια πλωτή δομή που σχεδιάστηκε από την SBM Offshore και την IFP Energies Nouvelles, έννοια.

Το πιλοτικό έργο Floating Turbine Groix και Belle-lle του Eolfi αναμένεται να δει τέσσερις ανεμογεννήτριες 6MW εγκατεστημένες με τη χρήση θεμελιώσεων σχεδιασμένων από τη Ναυτική Ενέργεια της Γαλλίας, τα οποία μπορούν να κατασκευαστούν από μπετόν, χάλυβα ή συνδυασμό χάλυβα / σκυροδέματος. Αυτό θα σταθεροποιηθεί στον πυθμένα με ένα σύστημα αγκυροβόλησης που ελέγχει τις κινήσεις του, σύμφωνα με το Naval Energies.

Το Tetrafloat της Stiesdal και ο διπλός στρόβιλος Hexicon θα κλείσουν τις τάξεις στις έννοιες πρώτης γενιάς που ο Rijkers αναμένει να κυριαρχήσει στην αγορά μέχρι το 2022-25. Μια σειρά εναλλακτικών πλωτών οχημάτων βρίσκονται επίσης σε διάφορα στάδια ανάπτυξης (η Eolink της Γαλλίας, με ένα αγκυροβόλιο με τέσσερις κολόνες, η τεχνολογία SATH της Saitec Offshore Technology της Ισπανίας, που αποτελείται από δύο συνδεδεμένα κυλινδρικά και οριζόντια κύτη · το SeaTwirl της Σουηδίας, · και η ιταλική εταιρεία Saipem's Hexafloat, η οποία χρησιμοποιεί ένα αντίβαρο κάτω από την πλωτή υποδομή). Τα βάρη των συστημάτων αυτών κυμαίνονται από 410 μετρικούς τόνους ανά μεγαβάτ (T / MW) για ένα χαλύβδινο ημισυνεχές σε περίπου 1,110 T / MW για ένα ημιτελές σκυρόδεμα.

Με έργα στο νερό, οι μεγαλύτεροι προγραμματιστές και χρηματοδότες έρχονται και σε παγκόσμια κλίμακα, λέει ο Rijkers, επικαλούμενοι την EDPR, Eolfi, Κοπεγχάγη Investment Partners και Macquarie). "Η Equinor και η PPI είναι (με διάφορους αναπτυξιακούς εταίρους) για σήμερα τους κύριους παίκτες στα προγράμματα των δυτικών ακτών των ΗΠΑ, καθώς και στη Χαβάη", λέει. "Ενώ όλοι οι προγραμματιστές και οι σχεδιαστές προσφέρουν ευκαιρίες στην Ασία (Eolfi / Cobra είναι πρωταρχικός υποψήφιος στην Ταϊβάν), καθώς και στα πρόσφατα ανακοινωθέντα έργα των 1,7 gigawatts (GW) στη Νότια Κορέα. Αυτό ισχύει και στην Ευρώπη, όπου η Σκωτία αναπτύσσει νέους γύρους που θα περιλαμβάνουν πλωτό άνεμο, καθώς και τη Γαλλία, η οποία είναι μέτρια, προς το παρόν, αλλά η Quadran Energies Marines (πίσω από το έργο EolMed) και η Eolfi έχουν ήδη ανακοινώσει την προ-ανάπτυξη την πλήρη εμπορική παρακολούθηση των γαλλικών διαδηλωτών τους. Για παράδειγμα, ο Eolfi εξετάζει έργα με χωρητικότητα 3GW στον Κόλπο του Λιονταριού και στην υπεράκτια Βρετάνη 1,5 GW. "

Κοιτάω μπροστά
Ενώ οι προοπτικές για την υπεράκτια αιολική ενέργεια εκφράζονται γενικά σε συνολική ισχύ MW, ο αριθμός των floaters θεωρείται πιο σημαντικός, προς το παρόν, για να δείξει την ευκαιρία στην αγορά, λέει ο Rijkers. "Υπάρχουν επί του παρόντος 50 πλωτές μονάδες σε έργα υπό ανάπτυξη έως το 2022 σε όλο τον κόσμο, αλλά ο αριθμός αυτός θα αυξηθεί σε 300 πλωτές ανεμογεννήτριες μέχρι το 2025 και ενδεχομένως πολύ πάνω από 1.500 έως το 2030, μια πενταπλάσια αύξηση", λέει. "Επιπλέον, οι ικανότητες των στροβίλων εξελίσσονται. Η MHI Vestas διαθέτει μέχρι και 9,5 MW τουρμπίνες και η GE έχει σχεδιασμό 12 MW. "

Το κλειδί είναι το κόστος. Οι μέσες κεφαλαιουχικές δαπάνες των μονάδων πλωτής μονάδας στροβίλου θα μειωθούν σταδιακά από περίπου 40 εκατομμύρια δολάρια το 2022 σε 33 εκατομμύρια δολάρια το 2030, λέει ο Rijkers, αλλά αυτή η μείωση του κόστους έχει πολύ περισσότερες δυνατότητες μόλις ολοκληρωθεί η αγορά για τα floaters. Αναμένει ότι τελικά θα ξεπεράσει τα 25 εκατομμύρια δολάρια, ανάλογα με το κόστος των στροβίλων και των καλωδίων.

Αυτό δεν σημαίνει ότι δεν υπάρχουν χτυπήματα. Κατά τη διάρκεια των τελευταίων 18 μηνών, η Quest FWE χρειάστηκε να αφαιρέσει ή να επαναφέρει την ημερομηνία για το 20% των έργων που παρακολουθεί, τα περισσότερα από τα οποία ήταν διαδηλωτές που αποδείχτηκαν πολύ δύσκολο να χρηματοδοτηθούν. "Υπάρχει όμως σημαντικό ενδιαφέρον από την οικονομική κοινότητα", προσθέτει, και πιστεύεται ότι με κάθε έργο που θα πραγματοποιηθεί επιτυχώς μέσω διαδικτύου και με την πιο λειτουργική ανατροφοδότηση που λαμβάνεται, ο κίνδυνος και επομένως τα κατώτατα όρια χρηματοδότησης σε πλωτά έργα θα μετριαστούν. "

Σταθερός άνεμος κάτω και πλωτός άνεμος
Ενώ τα σταθερά έργα αιολικής βροχής φθάνουν στα βάθη των υδάτων, όπου μερικά πλωτά συστήματα θα μπορούσαν να αναπτυχθούν από 30 μέτρα ύδατος, πέρα από περίπου 60 μέτρα πλωτή θα είχαν ένα ξεχωριστό πλεονέκτημα, λέει ο Rijkers. "Στις βορειοανατολικές ακτές των ΗΠΑ, οι επικρατούσες συνθήκες θαλάσσιου βυθού και του εδάφους μπορεί να μην είναι πάντα κατάλληλες για σταθερές ιδέες πυθμένα και η οδήγηση σωρών πέφτει σε ένα ακριβό" επιχειρησιακό "παράθυρο λόγω περιβαλλοντικών περιορισμών", λέει ο Rijkers. "Οι πλωτές λύσεις αιολικής ενέργειας μπορεί να δείξουν ότι έχουν το πλεονέκτημα τόσο τεχνικά όσο και οικονομικά σε τέτοια ύδατα.

"Νέες λύσεις, όπως mono κουβάδες, μονοπώλιο με συσκευή αναρρόφησης, αναπτύσσονται, αλλά έως ότου αποδειχθεί ότι αντιμετωπίζουν την παρουσία μεγάλων ογκόλιθων, οι προγραμματιστές ίσως ενδιαφέρονται να εξετάσουν τις εναλλασσόμενες εναλλακτικές λύσεις στην τεχνολογία τους και front-end μηχανική και το σχεδιασμό. "

Μια κοινή προσπάθεια για τη δημιουργία ενός σχεδίου πλωτής υποσταθμού (Εικόνα: Ideol)

Σχεδιάζονται τα κυμαινόμενα υποσταθμοί
Ο όμιλος Power & Automation ABB όχι μόνο δεν αξιοποιεί τις ευκαιρίες του στην πλωτή υπεράκτια αιολική ενέργεια, αλλά η εταιρεία έχει προστεθεί στη γαλλική σχεδίαση αιολικών θεμελιώσεων Ideol και STX Europe Offshore Energy για την ανάπτυξη ενός σχεδίου πλωτού υποσταθμού.

Η ιδέα αυτή αναπτύσσεται στο πλαίσιο ενός ερευνητικού και αναπτυξιακού έργου που ονομάζεται OPTIFLOT, το οποίο περιλαμβάνει επίσης τη γαλλική βιομηχανική διεργασία SNEF και βασίζεται στην ιδέα για την απορρόφηση της Ideol.

"Βλέπουμε το ενδιαφέρον που αναπτύσσεται πολύ γρήγορα για την κλιμάκωση των επιπλεόντων ανοικτών αιολικών ανέμων", λέει ο Alfredo Parres, Διευθύνων Σύμβουλος της ABB Power Grid, Διευθυντής Ανάπτυξης Αγοράς, Renewables. "Γνωρίζουμε ότι ο επιπλέων αιολικός αιολικός βρόχος βρίσκεται στο σχεδιαστήριο και υπήρξαν μερικοί πιλότοι. Η κύρια εστίαση ήταν ο σχεδιασμός του πλωτήρα για τον στρόβιλο. Αυτό ήταν το πρώτο βήμα, για να καταδείξετε ότι μπορείτε να εγκαταστήσετε μια τουρμπίνα σε μια πλωτή δομή και ότι μπορεί να λειτουργήσει. Τώρα έχουμε μερικούς από αυτούς που λειτουργούν και αυτό ώθησε τους προγραμματιστές να δουν τι θα συμβεί αν πάτε σε πλήρη κλίμακα, στα 500MW-1GW. Καθώς φτάνετε εκεί, πρέπει να σκεφτείτε τον υποσταθμό. "

Ο Parres αναμένει να κατασκευαστούν έργα μεγάλης κλίμακας από το 2030. Μέχρι τότε, υπάρχουν μερικά βασικά στοιχεία που πρέπει να εργαστούμε. Το ένα είναι η εκβιομηχάνιση και η τυποποίηση, ενώ το άλλο καθιστά τη μηχανική δομή λειτουργική στο επιπλέον παράκτιο περιβάλλον, λέει. "Μόλις αυτές αντιμετωπιστούν, η δεύτερη μεγαλύτερη πρόκληση είναι το καλώδιο (το οποίο θα πρέπει να συνδεθεί στον πλωτό υποσταθμό και να αντέξει τα δυναμικά φορτία στα οποία θα υποβληθεί). Βλέπουμε πολλή δουλειά σε αυτά. "

Στο Ηνωμένο Βασίλειο, για παράδειγμα, η Carbon Trust έχει ένα έργο που εξετάζει δυναμικά ανοικτά καλώδια. "Δυναμικά καλώδια χρησιμοποιούνται ήδη στην υπεράκτια βιομηχανία τώρα, αλλά αυτό θα απαιτήσει υψηλότερη τάση, και αυτό είναι πιο δύσκολο", λέει ο Parres. "Το επίπεδο ανάπτυξης είναι χαμηλότερο από τις άλλες πτυχές, αλλά πρέπει να διασφαλίσετε ότι υπάρχει ο σχεδιασμός, η προδιαγραφή και τα πρότυπα του εξοπλισμού. Και τα πρότυπα δεν έχουν ακόμη σχεδιαστεί πλήρως. Τα πρότυπα είναι σημαντικά για τον εξορθολογισμό της βιομηχανίας. "Αυτό θα μειώσει τον εξοπλισμό του ηλεκτρικού δικτύου από μετασχηματιστές σε διακόπτες.

"Στη συνέχεια δουλεύουμε στο αποτύπωμα, το μέγεθος και το βάρος", προσθέτει ο Parres. "Το βάρος και το μέγεθος είναι το ken και ο τρόπος με τον οποίο τα συνδυάζουν με έξυπνο τρόπο, έτσι ώστε όλος ο σχεδιασμός του συστήματος να είναι πιο αποδοτικός. Η ψηφιοποίηση θα διαδραματίσει τον ρόλο της. Ξεκινήσαμε ήδη στο ψηφιακό, αλλά θα μπορούσαν να γίνουν πολλά ακόμα. Η ιδέα του ψηφιακού υποσταθμού θα μπορούσε να μειώσει την ποσότητα χαλκού που απαιτείται για τη μεταφορά σημάτων στην αίθουσα ελέγχου, θα μπορούσε να βοηθήσει σε όρους διατήρησης και να μειώσει το αποτύπωμα του υποσταθμού.

Ο Parres είναι πεπεισμένος ότι η λύση θα είναι βιώσιμη. "Οι υπεράκτιες πλατφόρμες δεν θα είναι το πώμα έκθεσης εδώ", λέει. "Το μεγαλύτερο μέρος είναι η ανάπτυξη των στροβίλων και το καλώδιο θα πρέπει να ενισχυθεί. Αλλά, κινούμενος προς υποσταθμούς πλήρους κλίμακας, δεν νομίζω ότι θα είναι η κύρια πρόκληση. "