Hogyan készítsünk úszó szélerőműveket a zöld villamos energia jövőjéről
 Vismar UK / Shutterstock

2010 óta a szélenergia fenntartható növekedést tapasztalhatott világszerte, a tengeri szélenergia által generált energiamennyiség kb majdnem 30% minden évben. A világ országainak gyorsan fel kell gyorsítaniuk a megújuló energiaellátást, hogy megfeleljenek a növekvő keresletnek és gyorsan csökkentsék a kibocsátást. E sürgősség ellenére a tengeri szél jelenleg a világ villamosenergia-ellátásának kevesebb mint 1% -át adja.

Szélerőműparkok építésének sok elsődleges sekély vízű helyét fejlesztik ki. A tengeri szélenergia potenciálja azonban továbbra is nagy mértékben kihasználatlan marad, a világszerte telepített kapacitás alábbi ábra szerint.

Tengeri és tengeri szélkapacitás

Tengeri és tengeri szélkapacitás (hogyan lehet az úszó szélerőműveket zöld energia jövőjévé tenni)Kulcs: tengeri szél = halványszürke, és a parti szél = sötétszürke. IRÉNA, Szerző biztosított

Ennek a kihasználatlan lehetőségnek az oka az A szél 80% -a folyamatosan fúj tovább a tengeren - a 60 méternél mélyebb vízben, ahol a tengerfenékbe ágyazott turbinák építése bonyolult.

A megoldás lehet úszó tengeri szélerőműparkok. Szóval mi visszatartja őket?


belső feliratkozási grafika


Úszó tengeri szél

Az összes bár egy maréknyi meglévő tengeri szélturbinát rögzített alapokkal erősítenek a tengerfenékhez - többnyire egy nagy acélcsöves halom, amely a turbinaoszlophoz átmenetileg a tengerfenék felett helyezkedik el. Ezek az úgynevezett rögzített fenekű turbinák 50 vagy 60 méteres vízmélységre korlátozódnak.

De a közelmúltbeli projektek, beleértve a Szélszél Skócia és Románia partjainál Szél Portugália mellett, mutasd meg, hogy lehetséges-e úszó szélturbinákat építeni. Egyetlen hat megawattos turbina - hasonlóan a Hywind farmhoz - elegendő villamos energiát képes előállítani 4,000 brit ház beindításához.

De annak érdekében, hogy egyenértékű háztartási villamos energiát biztosítson a 9 milliárd 2050 szerint ehhez hasonlóan félmillió tengeri szélturbinára lenne szükség - ez a jelenlegihez képest 100-szoros növekedést jelent -, plusz extra kapacitást kell biztosítani a jövőbeni energiaigény biztosításához.

Sajnos, bár az úszó szélerőművek műszakilag megvalósíthatók, gazdasági szempontból nem életképes. Bármit tenni a tengeren van drága. Egy gigawattos rögzített fenekű szélerőműpark felépítéséhez a szükséges helyszíni felmérés költsége 15 millió font körül mozog. A gazdaság beüzemelése és üzembe helyezése körülbelül 650 millió font lenne, míg a működtetés és karbantartás folyó költségei körülbelül évi 75 millió font. Életének végén, amely körülbelül 25 év lehet, további 300 millió font szükséges a leszereléshez.

Mégis a lebegő szélerőművek, amelyek kialakításuk és technológiájuk még a kezdeti szakaszában vannak, még drágábbak. Míg a tengeri szélenergia 2019-ben történő szállításának ára 36–45 font / MWh villamos energián belül volt, a lebegő szél jelenlegi aukcióinak ára több mint kétszer annyit.

A tengeri struktúrák szintén nagyon nagyok. A Hywind hat megawatt turbina átmérője 154 méter - mindegyik penge ugyanolyan hosszú, mint egy A380 repülőgép szárnyaszélessége. A Siemens Gamesa 10 megawatt turbina rotorátmérője 193 méter, míg az Egyesült Államok Nemzeti Megújuló Energia Laboratóriumának 15 megawatt teljesítményű turbina átmérője 240 méter. Az óceánban ilyen méretű infrastruktúra építése, telepítése, üzemeltetése, megfigyelése, karbantartása és leszerelése nem jelent apró feladatot.

A világ első úszó szélerőművi parkjában, a Hywind Scotlandban használt öt turbinából kettőA világ első úszó szélerőművi parkjában, a Hywind Scotlandban használt öt turbinából kettő Terje Aase / Shutterstock

Míg az energiaszolgáltatók gyakran messzire építkeznek a tengeren, egyetlen lebegő szélturbina sokkal kevesebb energiát termel, mint egyetlen tengeri olaj- vagy gázberendezés. Működési élettartama alatt, mindkét szerkezet méretétől függően, ez 1,000-szer lehet kevesebb. Tehát sokkal több infrastruktúrára van szükség a megújuló energiaforrások azonos energiahozamához. A tengeri szélturbina tengeren történő elhelyezésének és ott tartásának sokkal olcsóbbá kell válnia, hogy megfeleljen a tengeri olajból vagy gázból előállított energia előállítási költségeinek.

Sokat lehet tanulni a hagyományos tengeri mérnököktől a megújuló energiára való áttérés elősegítése érdekében. A szükséges költségcsökkentések azonban nem érhetők el ugyanazokkal a tevékenységekkel, vagy a meglévő módszerek és technológiák hatékonyságának növelésével.

Technikai megoldások

Ezért valószínűleg új technológiákat igényel, hogy az úszó szélerőművek költséghatékony legyen. Például robotok és más autonóm technológiák használata a tengeri mérnöki tevékenységek ellenőrzésére - a tengerfenék vizsgálatától az úszó szélturbina üzemeltetéséig, ellenőrzéséig és karbantartásáig - csökkentheti a munkavállalók kockázatát, és hatékonyabban irányíthatja ezeket a komplex rendszereket.

A tengeri szélerőműparkok rendszeres ellenőrzése az emberek számára gyakorlatlan lenne a ma épülő hatalmas fejlesztéseknél, és természetesen a jövőben tervezett fejlesztéseknél is. A lebegő szélerőmű minden részébe beépített intelligens érzékelők folyamatosan felmérhetik, hogy a szerkezet hogyan megy végbe.

Gépi tanulás - amely adatokat használ arra, hogy megtanítsák a számítógépeket a döntések meghozatalára, felhasználható a tervezés során a leghatékonyabb horgony megfogalmazására, vagy ha a kikötői vonal működés közben veszélyben van.

A gépi tanulás már felhasználhatja az időjárási adatokat a turbinalapátok helyzetének ellenőrzésére, annak maximalizálása érdekében, hogy mekkora energiát generálnak, vagy megakadályozzák a nagy szélben vagy viharban okozott károkat. Új módszerek a fizika és a gépi tanulás kombinálása megbízható előrejelzéseket készíthet kevesebb adattal, ami hasznos offshore, ahol nehéz lehet az adatok gyűjtése.

Amint az Egyesült Királyság kormánya egy vizsgálat az éghajlatváltozás kezelését célzó technológiai innovációk fajtájaként a tengeri szélenergia az első kikötő. A jövő technológiájába történő beruházással az úszó szélerőműparkok elősegíthetik az ország és a világ megújuló energia kapacitásának feltöltését.A beszélgetés

Susan Gourvenec, A Királyi Mérnöki Akadémia elnöke a feltörekvő technológiákban - intelligens és rugalmas óceánmérnök, Southamptoni Egyetem

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.

Kapcsolódó könyvek

Lehívás: A globális felmelegedés visszafordítására valaha javasolt legátfogóbb terv

írta: Paul Hawken és Tom Steyer
9780143130444A széles körben elterjedt félelem és apátia ellenére a kutatók, szakemberek és tudósok nemzetközi koalíciója jött össze, hogy reális és merész megoldásokat kínáljon az éghajlatváltozáshoz. Száz technikát és gyakorlatot írunk le itt - néhány közismert; néhányról, amiről talán még soha nem hallottál. A tiszta energiától kezdve az alacsony jövedelmű országok lányainak oktatásáig, a földhasználat gyakorlatáig terjednek, amelyek kiszívják a levegőt. A megoldások léteznek, gazdaságilag életképesek, és a közösségek az egész világon jelenleg készséggel és határozottan alkalmazzák őket. Elérhető az Amazonon

Klímamegoldások tervezése: Irányelv az alacsony széntartalmú energiához

Írta: Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Mivel az éghajlatváltozás már hatással van ránk, az üvegházhatást okozó gázok globális kibocsátásának csökkentésének szükségessége sürgető. Ijesztő kihívás, de a megvalósításának technológiái és stratégiái ma léteznek. Egy jól megtervezett és végrehajtott energiapolitika egy kis halmaza az alacsony szén-dioxid-kibocsátású jövő felé vezethet minket. Az energetikai rendszerek nagyok és összetettek, ezért az energiapolitikának koncentráltnak és költséghatékonynak kell lennie. Az egy mindenki számára megfelelő megközelítés egyszerűen nem fogja elvégezni a munkát. A döntéshozóknak világos, átfogó forrásra van szükségük, amely felvázolja azokat az energiapolitikákat, amelyek a legnagyobb hatással lesznek az éghajlati jövőnkre, és leírja, hogyan lehet ezeket a politikákat jól megtervezni. Elérhető az Amazonon

Mindent megváltoztat: a kapitalizmus és az éghajlat

készítette Naomi Klein
1451697392In Ez mindent megváltoztat Naomi Klein szerint az éghajlatváltozás nem csupán egy új kérdés, amelyet gondosan fel kell tüntetni az adók és az egészségügy között. Ez egy riasztás, amely felszólít egy olyan gazdasági rendszer rögzítésére, amely már sok szempontból kudarcot vall bennünket. Klein aprólékosan építi azt az esetet, hogy az üvegházhatást okozó kibocsátások nagymértékű csökkentése a legjobb esélyünk arra, hogy egyszerre csökkentsük a tátongó egyenlőtlenségeket, újból elképzeljük a törött demokráciáinkat és újjáépítsük a kibelezett helyi gazdaságunkat. Kihúzza az éghajlatváltozás-tagadók ideológiai kétségbeesését, a leendõ geomérnökök messiási téveszméit és a túl sok mainstream zöld kezdeményezés tragikus vereségét. Pontosan megmutatja, hogy a piac miért nem oldotta meg - és nem tudja - megoldani az éghajlati válságot, hanem ehelyett még rosszabbá teszi a dolgokat, egyre szélsőségesebb és ökológiai szempontból káros extrakciós módszerekkel, melyeket rohamos katasztrófa-kapitalizmus kísér. Elérhető az Amazonon

A kiadótól:
Az Amazon vásárlásai fedezik az Ön költségeit InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, és a ClimateImpactNews.com ingyenesen és hirdető nélkül, amely nyomon követi az Ön böngészési szokásait. Még akkor is, ha rákattint egy linkre, de nem vásárolja meg ezeket a kiválasztott termékeket, bármi más, amit ugyanazon az Amazon látogatáskor vásárolt meg, kis jutalékot fizet nekünk. Nincsenek többletköltségek, ezért kérjük, járuljon hozzá az erőfeszítéshez. Te is használja ezt a linket bármikor felhasználhatja az Amazon-ra, így segítheti erőfeszítéseink támogatását.