Плавающая ветроэнергетика: Мульти

Aug 02, 2023

Многоплановое использование океанского пространства является огромной тенденцией в голубой экономике. Для плавучей морской ветроэнергетики возможность совместного использования пространства с другими видами деятельности ускорит рост. Но большинство технологий несовместимы с многоразовым использованием. В этой третьей статье серии мы объясняем, как W2Power предлагает экономический и экологический потенциал роста благодаря своим превосходным многофункциональным возможностям.

В двух предыдущих статьях1,2 были обобщены ключевые преимущества плавучего ветроэнергетического решения W2Power от Enerocean и показано, как оно представляет собой привлекательный путь к экономически эффективным разработкам в области морской ветроэнергетики. В недавнем обзорном документе3 сравнивается состояние всех плавучих ветроэнергетических технологий, испытанных в море. W2Power прошла квалификацию в 2019 году по нашему прототипу TRL 6, и сегодня Enerocean строит в порту полноразмерный демонстратор, который будет иметь маркировку TRL 7.

Авторы обзора сосредоточили внимание на двух факторах конструкции плавающего ветрогенератора: стабильности и экономической эффективности. В настоящей статье, отмечая, что W2Power достигла своих целей по обоим важным аспектам, мы подчеркиваем потенциал экономического роста за счет многоцелевого использования.

Мы предлагаем многоразовое использование в качестве дополнительного класса драйверов проектирования. Это может повысить ценность для разработчиков, инвесторов и всех заинтересованных сторон, одновременно защищая морскую экосистему. Возможности многоцелевого использования будут становиться все более важными с ростом роли морского пространственного планирования (MSP). Таким образом, способность адаптироваться к другим видам использования морского пространства или даже способствовать им может стать отличительной чертой выигрышных технологий. На рис. 1 представлены некоторые многофункциональные приложения W2Power, которые с самого начала разрабатывались с учетом многофункционального использования.

Производство электроэнергии из дополнительного возобновляемого источника может обеспечить более высокий коэффициент мощности и более короткие периоды низкого производства. Солнечные ресурсы на море не связаны с ветром, а интерес к плавучим солнечным батареям обусловлен экономической эффективностью фотоэлектрических систем. Проектные исследования показывают, что с помощью современной установки W2Power можно производить 350–375 кВт фотоэлектрической электроэнергии.

Поддержка фотоэлектрических панелей, кабелей и электроники на поплавке снижает капитальные затраты (CapEx), а меньшая коррозия морской водой снижает эксплуатационные расходы (OpEx) по сравнению с отдельной плавучей солнечной батареей. Фотоэлектрическая энергия может экспортироваться по одному и тому же кабелю, точке подключения к сети и подстанции, или можно сохранить выделенные фотоэлектрические инверторы для использования на борту.

В волновых ресурсах большинства глубоководных морей преобладает океанское зыбь, лишь слабо коррелирующая с местными ветрами. Таким образом, волновая энергия гибридной ветро/волновой платформы может иметь более высокую рыночную стоимость. Кроме того, использование энергии волн было первоначальной целью разработки W2Power4 и было в центре внимания исследований и разработок (НИОКР) с использованием наших запатентованных преобразователей энергии волн. Размер платформы обеспечивает необходимую длину захвата волн, а почти симметричная конфигурация массивов WEC делает извлечение волновой энергии практически всенаправленным.

Инженерные исследования на различных объектах показывают, что в лучших волновых условиях W2Power может вырабатывать до 3 МВт от волн сверх своей текущей максимальной мощности в 20 МВт от ветра. Если это будет реализовано, это будет самое мощное устройство с волновой энергией, когда-либо созданное. Это также было бы наиболее экономичное устройство для использования волновой энергии, поскольку поддержка и поддержание станций ВЭК, контроль и экспорт энергии обеспечивается платформой (см. рис. 2).

Благодаря W2Power преимущества универсального использования распространяются также на регулирование и экспорт электроэнергии. Установка бортовой подстанции – привлекательный вариант. Обычные морские подстанции требуют специальной фиксированной опоры, а другим полупогружным или лонжеронным плавучим средствам не хватает места или грузоподъемности. Исследования Enerocean по проектированию легкой, гибкой модульной подстанции, выходящей на рынок5, показывают, что ее можно разместить на носовой колонне без массивного усиления поплавка. Примечательно, что это позволит обеспечить непрерывное производство ветровой энергии на блоке W2Power/подстанции.

Помимо производства электроэнергии, многоцелевое использование может включать в себя и другие виды деятельности на море, что еще больше улучшит экономическое обоснование. К ним относятся хранение энергии и опреснение морской воды. В последние годы большой интерес также вызывает производство «зеленого» водорода путем электролиза. Преимущества внедрения любых технологий Power-to-X на море зависят от дополнительных затрат и рисков, связанных с эксплуатацией в море. Задача тем сложнее, чем сложнее процесс, который необходимо осуществить на море.