Podwodny latawiec wytwarza energię elektryczną
Około 71 % powierzchni Ziemi pokrywa woda, z czego większość stanowią oceany. W przeciwieństwie do wiatru i słońca, ruch wody w prądach i pływach jest niezawodny i przewidywalny, co pozwala na stałe generowanie energii. Dotychczas nie istniały systemy, które potrafiłyby wydajnie przekształcać energię z prądów o małej prędkości w energię elektryczną. Finansowane przez Unię Europejską konsorcjum pracujące nad projektem PowerKite opracowało i pomyślnie przetestowało kluczowe komponenty, które umożliwiły urzeczywistnienie tej technologii. Pomysł łapie wiatr w żagle Partner projektu, firma Minesto, opracowała opatentowaną i nagradzaną koncepcję systemu Deep Green, który przypomina budową latawiec unoszący się na wietrze. Wyposażony w skrzydła system Deep Green niejako „przelatuje” przez wodę, zwiększając jej względną prędkość, która jest wykorzystywana przez turbinę. Ten inżynieryjny majstersztyk generuje kilkaset razy więcej energii niż byłoby to możliwe, gdyby turbina pozostawała nieruchoma, umożliwiając tanie wytwarzanie energii w prądach oceanicznych i pływowych o niskiej prędkości. Konsorcjum skupiło się na optymalizacji systemu odbioru mocy dla technologii Deep Green. System odbioru mocy przetwarza energię pływów w energię elektryczną. Jego moc wyjściowa zależy od konstrukcji turbiny, systemu zasilania elektrycznego, jak i systemu mocującego. Ten ostatni mocuje elektrownię do fundamentu umieszczonego na dnie morskim i przekazuje energię elektryczną do sieci za pośrednictwem podsystemu przesyłowego. Uczestnicy projektu PowerKite opracowali technologię w oparciu o zaawansowane symulacje komponentów i systemów latawca, turbiny i mocowania. Jak tłumaczy koordynator projektu, Per Salomonsson, „Podczas opracowywania i testowania prototypów mocowania zaobserwowano, że zachowują się one w nieoczekiwany sposób, przez co trzeba je było całkowicie przeprojektować. Na szczęście nasze konsorcjum było odpowiednio przygotowane, by sprostać temu wyzwaniu… Nowa konstrukcja mocowania rozwiązała problemy związane z kontrolą trajektorii lotu, która poprawia jakość wytwarzania energii”. Ponadto nowa konstrukcja turbiny znacznie zwiększyła moc wyjściową. Kolejnym kluczowym obszarem innowacji były analizy oddziaływania na środowisko. Ponadto zespół wykorzystał pomiary hałasu i modelowanie akustyczne w celu lepszego zrozumienia działania technologii w środowisku morskim. Metoda redukcji przestrzeni akustycznej opracowana w kontekście PowerKite umożliwia modelowanie skumulowanego pola akustycznego generowanego przez zespół turbin i może być zastosowana do każdego morskiego urządzenia produkującego energię odnawialną. Wnosi ona znaczący wkład w rozwój morskiej energii odnawialnej. Gromadzenie i weryfikacja danych na otwartym morzu W ramach projektu PowerKite pomyślnie przetestowano technologię w skali jeden do czterech w Portaferry w Irlandii Północnej, a następnie w pierwszym na świecie komercyjnym projekcie wykorzystującym energię pływów o niskiej prędkości, instalacji Deep Green w Holyhead Deep, w Walii. Pionierskie mocowanie systemu PowerKite zostało tam zainstalowane w maju 2018 roku. Salomonsson wyjaśnia: „Ulepszenia dokonane w ramach projektu PowerKite (dotyczące turbiny, konwertera, mocowania itp.) doprowadzą do poprawy wydajności i obniżenia uśrednionych kosztów energii, a ponadto pozwolą elektrowniom pracować w warunkach jeszcze słabszego przepływu, co dodatkowo zwiększy ich potencjał”. Globalny potencjał energetyczny oceanów jest duży, a moce produkcyjne zainstalowanych turbin rosną. Technologia PowerKite powinna odegrać kluczową rolę w przyszłych morskich systemach energii odnawialnej, znacznie zmniejszając globalną emisję CO2 dzięki bezpiecznej, niezawodnej i produkowanej lokalnie energii pływów, wolnej od ograniczeń geopolitycznych.
Słowa kluczowe
PowerKite, energia, turbina, energia, mocowanie, ocean, pływy, prądy, energia elektryczna, woda, morze, latawiec, Deep Green, odnawialna
