اهمیت رو به رشد انرژی اقیانوس

Tidal و Wave Energy یکی از بزرگترین منابع تجدید پذیر در سیاره است. اقیانوس ها بیش از ۷۰ درصد از سطح زمین را پوشش می دهند و ذخیره عظیمی از انرژی خویشاوندی و بالقوه را بر خلاف خورشید و باد که با آب و هوا و زمان روز متفاوت است، انرژی اقیانوس ها بسیار قابل پیش بینی است. Tides از چرخه های دقیق ماه پیروی می کند و الگوهای موج می تواند پیش بینی شود که این مزیت شبکه انرژی با ارزش است.

در سطح جهانی، پتانسیل فنی انرژی اقیانوس در بیش از 300 گیگاوات (GW) ظرفیت های جزر نصب شده برای انرژی جز، در حالی که انرژی موج می تواند بیش از 10،000 تراوات ساعت در سال - تقریبا برابر با تقاضای برق جهانی، ظرفیت نصب شده کمتر از 1 گیگاوات، اما بخش سرعت می رود.

نوآوری های تکنولوژیکی

پیشرفت های اخیر در علوم مواد، الکترونیک برق و هیدروودینامیک در حال ساخت فن آوری های انرژی اقیانوسی کارآمد تر، بادوام و مقرون به صرفه است.در زیر ما کشف نوآوری های کلیدی در حال حاضر تغییر بخش است.

توربین های پیشرفته و مبدل های انرژی

توربین های جریان Tidal – اغلب در مقایسه با توربین های بادی زیر آب – به طور چشمگیری تکامل یافته اند. [۱] طرح های اولیه سنگین، سیستم های ثابت مستعد خوردگی در برابر خوردگی بودند. توربین های مدرن از تیغه های متغیر استفاده می کنند، ژنراتورهای مغناطیسی دائمی را به طور مستقیم محرکی، و مواد کامپوزیت که مقاومت در برابر آب نمک و بیوخشنده دارند، مانند تولید کرده اند که توربین های انرژی دریایی را به سمت بالا بردن از نوسان آب واقعی، و سیستم های آب گرم می کند و بخار می کنند.

شبکه اتصال و Subsea Cabling

یکی از بزرگترین موانع برای ادغام انتقال قدرت از آرایه های دریایی به شبکه های ساحلی است. مدرن جریان متناوب (HVAC) و کابل های جریان مستقیم مستقیم ولتاژ بالا (HVDC) باعث کاهش تلفات انتقال بیش از ده ها کیلومتر کابل پویا می شود - قادر به انعطاف پذیری با حرکت موج - در حال حاضر در کنار دستگاه های شبکه جدید شناور هستند که اجازه می دهد تا گیاهان شبکه های برق فعال و خدمات پشتیبانی کنند.

ذخیره سازی انرژی برای راحتی

در حالی که انرژی مد قابل پیش بینی است، انرژی موج دو بار در روز تولید می کند.با الگوهای تورمی نوسان می کند.پی.ه کردن انرژی اقیانوس با ذخیره سازی - چه باتری های لیتیوم یون، هیدرو پمپ شده، یا فن آوری های نوظهور مانند الکترولیز هیدروژن - تضمین یک منبع برق قابل ارسال پایدار.در انگلستان، پروژه MeyGen استفاده در باتری های ساحل برای تولید صاف، در حالی که پروژه های هیبریدی در اروپا با ذخیره سازی انرژی دریایی مشترک، ذخیره سازی و ذخیره سازی زباله، ذخیره سازی زباله، ذخیره سازی زباله های ذخیره سازی زباله، ذخیره سازی زباله های ذخیره سازی زباله و ذخیره سازی زباله، ذخیره سازی زباله، ذخیره سازی زباله های ذخیره سازی و ذخیره سازی انرژی مشترک برای به اشتراک گذاری یک منبع ذخیره سازی زباله های ذخیره سازی زباله.

دوقلوهای دیجیتال و تعمیر و نگهداری پیش بینی کننده

هزینه های عملیاتی یک مانع برای استقرار تکنولوژی دوقلو دیجیتال بوده است - ایجاد یک نسخه مجازی از هر دستگاه - اجازه می دهد تا اپراتورهای برای شبیه سازی عملکرد در شرایط مختلف، تشخیص سایش قبل از شکست و تعمیر و نگهداری برنامه در طول مدل های یادگیری ماشین آرام آموزش دیده در سال های داده اقیانوس در حال حاضر پیش بینی ارتفاع موج و جریان با دقت بیش از 90٪، امکان برنامه ریزی قدرت زمان واقعی که با تقاضای بازار هماهنگ می شود.

چالش ها و فرصت ها

علی رغم پیشرفت سریع، ادغام بزرگ با موانع جدی مواجه است، هزینه های سرمایه بالا، اجازه پیچیدگی و عدم اطمینان محیط زیست باقی مانده است، هر یک از چالش ها همچنین فرصتی برای نوآوری و رهبری سیاست است.

اثرات زیست محیطی و زیست محیطی

اکوسیستم های دریایی حساس هستند. Tidal barrages می تواند حمل و نقل رسوبی و مهاجرت ماهی را تغییر دهد؛ توربین ها خطرات برخورد را به پستانداران دریایی ایجاد می کنند؛ دستگاه های موج ممکن است زمینه های سر و صدا و الکترومغناطیسی ایجاد کنند، با این حال تحقیقات نشان می دهد که آرایه های به درستی قرار داده شده و طراحی شده می توانند با زندگی دریایی همزیستی داشته باشند: طرح های توربین جدید شامل تیغه های سازگار با لبه های گرد و سرعت پایین تر است.

حمایت اقتصادی و سیاسی

هزینه انرژی (LCOE) برای قدرت موج و مد از لحاظ تاریخی بیش از 300 یورو / مگاوات است، اما هزینه ها در حال سقوط است. برای جریان مد، LCOE در اروپا زیر 150 یورو / مگاوات کاهش یافته است، و هدف 2030 برای انرژی موج 1 / ml اختصاص یافته است. آرایه های مقیاسینگ، طرح های استاندارد سازی، و استفاده از زنجیره های تولید از مکانیزم های تولید دریایی (F) می تواند به فروش مواد غذایی قوی (به عنوان مثال قیمت 1 یورو) و تجهیزات لازم برای نمونه، قیمت گذاری سیستم های استاندارد، قیمت گذاری سیستم های استاندارد، قیمت گذاری سوخت ضروری است.

پیچیدگی های فنی و Logistical Complexities

نصب دستگاه ها در آب نمک شدید، گران قیمت است.هزینه های کشتی، پنجره های آب و هوایی و شکست های سیستم های محرک پروژه های اولیه را مختل کرده اند، با این حال، نوآوری در سیستم عامل های خود نصب شده - پایه های سنگین که بدون کشتی های آسانسور سنگین غرق می شوند - و روبات های بازرسی مستقل زیر آب این هزینه ها را کاهش می دهند.

پروژه های نوظهور و مطالعات موردی

چندین پروژه پیشگام در سراسر جهان نشان دهنده امکان ادغام در مقیاس معنی دار است.

MeyGen (Scotland)

واقع در Pentland Firth، آرایه 6 مگاوات MeyGen از سال 2016 تولید شده است، آن را با استفاده از چهار 1.5 مگاوات توربین و صادرات بیش از 60 گیگاوات به شبکه انگلستان است. MeyGen موفقیت در رویکرد فاز خود، نظارت دقیق بستر دریا و اتصال شبکه از طریق یک زیر ایستگاه موجود در ساحل، آن در حال حاضر 80 گسترش است به ادغام برنامه های ذخیره سازی و خدمات شبکه ملی برای متعادل سازی شبکه.

نیروگاه برق Sihwa Lake Tidal Power ( کره جنوبی)

ساخته شده در سال 2011، 254 مگاوات Sihwa barrage بزرگترین نصب برق در جهان است، برق با استفاده از 10 توربین غوطه ور که انرژی را به عنوان جریان آب از طریق دروازه های باراژ جذب می کند، تولید Sihwa به شبکه کره جنوبی ساده است، زیرا خروجی آن قابل پیش بینی است و به عنوان یک کارخانه پایه، نگرانی های زیست محیطی (کاهش آب) در طراحی آب در زمان بهبود یافته است.

WaveRoller (Portugal)

دستگاه WaveRoller که از Peniche نصب شده است، از یک پنل وابسته استفاده می کند که با امواج نزدیک به ساحل نوسان می کند تا یک ژنراتور هیدرولیک را هدایت کند.این پروژه از سال 2019 به شبکه پرتغالی متصل شده است و بخشی از شبکه تست مرکز انرژی دریایی اروپا است. L100 هدف نوآورانه آن جلوگیری از خطر برخورد برای زندگی دریایی و ساده سازی توسعه دهندگان به مقیاس تجاری با هدف 2027 / E100 یورو است.

نقش سیاست و همکاری بین المللی

ادغام انرژی اقیانوس نمی تواند در انزوا رخ دهد.استراتژی های انرژی ملی باید به طور واضح شامل انرژی های دریایی در برنامه های توسعه شبکه باشد و چارچوب های نظارتی نیاز به ساده سازی مجوز در حالی که حفاظت از محیط های انرژی دریایی است، به طور مشابه سرعت تجزیه و تحلیل منابع انرژی اروپا [FLT 1] حمایت از یک هدف انرژی اختصاص داده شده در اتحادیه اروپا دستورالعمل انرژی تجدید پذیر اتحادیه اروپا، دستورالعمل به طور مشابه، شورای بین المللی انرژی و سیستم های انرژی (Famp) برای تجزیه و تحلیل انرژی و تحلیل انرژی برای یک سیستم های انرژی دریایی برای یک سیستم های انرژی و تحلیل انرژی است.

آینده چشم انداز: انقلاب انرژی آبی

با نگاهی به جلو، ادغام انرژی های مد و موج به شبکه های ملی مسیری مشابه باد دریایی را دنبال خواهد کرد: از تظاهرات تک دستگاه به آرایه های چند دستگاه، سپس به مزارع بزرگ در مقیاس متصل از طریق قطب های انرژی دریایی متصل می شود. تا 2035، ما ممکن است سیستم عامل های هیبریدی را با ترکیب توربین های بادی، مبدل های خورشیدی، مبدل های انرژی و حتی هیدروژن، همه زیرساخت های اتصال به کابل به طور چشمگیری بهبود می یابد و انتقال کابل به طور چشمگیری کاهش می یابد.

اپراتورهای شبکه به طور فزاینده ای به پیش بینی انرژی اقیانوس برای تعادل تنوع انرژی خورشیدی و باد، انرژی Tidal، با چرخه های مداوم روزانه خود، می توانند به عنوان یک منبع "بارداری قابل تجدید" در هنگام جفت شدن با مقدار کمی از انرژی موج، که اغلب در زمستان به اوج می رسد، هنگامی که خورشید کم است، یک مکمل فصلی ارزشمند در عرض جغرافیایی معتدل فراهم می کند.

پیش بینی سرمایه گذاری از بلومبرگ NEF نشان می دهد که سرمایه گذاری جهانی در انرژی اقیانوس می تواند تا سال 2040 به 30 تا 50 میلیارد دلار برسد و از صدها هزار شغل در جوامع ساحلی حمایت کند. خوشه های تولیدی می توانند در مناطقی با میراث مهندسی دریایی قوی ظهور کنند - اسکاتلند، بریتانیایی های معقول فرانسه، شمال غربی آمریکا و ژاپن به عنوان فشارهای آب و هوایی، منابع انرژی اقیانوس ها نیز به سیاست های زیست محیطی و نظارت دقیق آن وابسته هستند.