הפוטנציאל של פלורינג טורבינים במים עמוקים

המעבר הגלובלי לאנרגיה מתחדשת הוא מאיץ, וכוח רוח offshore ממלא תפקיד מרכזי ב decarbonizing רשתות חשמל. בעוד טורבינות קבוע- ⁇ הוכח יעיל במים רדודים, אזורים עמוק עמוק-ocean - שבו מעל 80% של משאבי הרוח offshore של העולם שוכן - נשאר ללא הגבלה. פלורי רוח מציעים פתרון טרנספורמטיבי, המאפשר ללכוד את הרוח חזק יותר, יותר מתמיד של כדור הארץ לתוך כדור הארץ עמוק יותר מאשר שילוב אנרגיה עמוק יותר מ , 000.

מה זה Wind Turbines?

בניגוד לעמיתיהם הקבועים- ⁇ המונעים לתוך קרקעית הים, טורבינות רוח צף רכובות על פלטפורמות מבולגנות מעוגן לקרקעית הים על ידי קווי מתפתל.פלטפורמות אלה נועדו לשמור על יציבות תוך כדי לאפשר לטורבינה לפעול ביעילות במים עמוקים - באופן זמני מעבר ל 60 מטרים עומק.הטורבינה עצמה יושבת מגדל המחובר למבנה הצף, אשר יכול להיות כמה מאות מטרים רחבים, ואז מתקנות מחוברות אל הכבלים, כדי לייצוא, ואז מחובר לקירור על גבי מערכות מחוברות, ואז מחוברות, כדי ליקר.

ארבעה סוגים עיקריים של עיצובי פלטפורמה צף נמצאים בפיתוח:

פלטפורמת Spar-Buoy

פלטפורמות ספאר משתמשות גליל אנכי ארוך, כבד מלא עם כדור כדי להוריד את מרכז הכבידה ולספק יציבות.הם פשוטים, עלות-תועלת למים עמוקים, אבל דורשות בירות עמוקות עבור הרכבה ויש להם טיוטה גדולה.הפרויקט היינד סקוטלנד, החווה הרוח הצף הראשונה בעולם, משתמש בטכנולוגיית ספגי ספאר-קוי שפותחה על ידי Equinor.

פלטפורמות Semi-Submersible Platforms

סמי-סובמרטים מורכבים מעמודות מרובות המחוברות על ידי פוניונים.הם משתמשים ב-buoyancy מבוזר ומכדורי מים כדי להשיג יציבות.פלטפורמות אלה יש טיוטה רדודה, המאפשרת התאספות בנמלים והתקנה במעמקים בינוניים.הפרויקט WindFloat Atlantic מנצל את העיצוב הזה, ומפתחים רבים מעדיפים אותו עבור גמישות ועלויות התקנה נמוכות יותר.

Tension Leg Platforms (TLP)

TLPs הם tethered אנכית ל קרקעית הים באמצעות נוטה מתוחים.הם מספקים יציבות גבוהה עם תנועה מינימלית, מתאים טורבינות גדולות.העיצוב הוא קל משקל אבל דורש התקנה מורכבת ועגן. כמה מושגים TLP, כגון TLP של GICON, עוברים בדיקות.

Barge-Type Platforms

ברges הם פשוט מלבני או בצורת כפיים כי להסתמך על שטח גדול של מים על יציבות.יש להם טיוטה רדודה וקלים יותר לדפוס, אבל יכול לחוות יותר תנועה מושרה גל.ה Fukushima Floating Offshore Wind Farm Destration Project השתמש פלטפורמה מסוג ברג'.

היתרונות של Floating Wind Turbines

גישה לרוחות חזקות יותר, יותר עקביות

מהירויות רוח גבוהות יותר ופחות סוערות יותר בחו"ל.ל. Floating טורבינות ניתן למקם במים עמוקים שבהם רוחות הן עקביות יותר, שיפור גורמי יכולת.מחקרים מצביעים על כך שחוות רוח צף יכולות להשיג גורמים מעל 50%, בהשוואה ל-35-45% עבור אתרים קבועים רבים.זה מתורגם ישירות לייצור אנרגיה גבוה יותר לכל טורבינות.

אפשרויות ל Deployment

טורבינות קבועות מוגבלות למעמקי מים של 30-60 מטרים, למעט מדפים יבשתיים עצומים ומימי חוף עמוקים. Floating טורבינות נפתחות אזורים כגון חוף מערב ארה"ב, יפן, פורטוגל וים התיכון - שם עומק מים יורד מתחת למים על החוף.

הפחתה של זעזועים חזותיים וסביבתיים

מכיוון שניתן להציב קילומטרים רבים מהחוף, טורבינות רוח צף הן לעתים קרובות בלתי נראות מהחוף, צמצום התנגדות אסתטית שיכולה לעמוד על החוף ופרויקטים ליד החוף.בנוסף, יסודות אינם דורשים הכנה שטוחה או קרקעית הים, להפחית באופן משמעותי את הרעש ואת השיבוש בבית הגידול במהלך ההתקנה.

סקלאלה ומתקן יעיל

ניתן לאסוף פלטפורמות ולהזמין בנמל, ולאחר מכן לחבוש לאתר - תוך מתן הצורך בכלי שיט כבדים כבדים יקרים ובבניה offshore. גישה מודולרית זו מאיצה את ההתקנה ומאפשרת ייצור סדרתי של רכיבים סטנדרטיים, ובכך היא מונעת את הדרך להפחתת עלויות באמצעות כלכלות של קנה מידה.

אתגרים טכניים וכלכליים

עלויות הון גבוהות

כיום, טורבינות רוח צף הן 2-3 פעמים יקר יותר עבור מגהוואט מאשר טורבינות קבוע ⁇ .עלויות מונעות על ידי פלטפורמות פלדה מיוחדות, מערכות מחוספס מורכבות, וכבלי יצוא דינמיים כי חייב להיות גמיש עם תנועת הגל.העלות של אנרגיה (LCOE) עבור רוח צף מוערך ב $ 150-200 $ ל MW, בהשוואה ל- 60-90 $ עבור קבוע רוח, מפת דרכים מתחת ל-250, 000, 000, 000, 000, 000, לעומת קיבולת תעשייתית, 000, 000, 000, לעומת קיבולת מתחת ל- 200 $ ל- 200 $ ל- 200 $ ל- 200 $ ל- 200 $ ל- 200 $ עבור קיבולת תעשייתית, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 $ עבור קיבולת תעשייתית, 000 $ עבור קיבולת תעשייתית, 000 $ עבור קיבולת מתחת קיבולת מתחת קיבולת מתחת ל- 200 $ עבור קיבולת מתחת קיבולת מתחת קיבולת מתחת ל- 200 $ עבור קיבולת תעשייתית, 000 $ קיבולת מתחת קיבולת מתחת קיבולת מתחת קיבולת מתחת קיבולת מתחת קיבולת מתחת קיבולת תעשייתית, 000 $ קיבולת תעשייתית, 000 $ קיבולת מתחת קיבולת מתחת

מורכבות טכנית וגמישות

תכנון מבנים צפים שיכולים לשאת גלים קיצוניים, זרמים, ועומס רוח במשך 25 שנים דורש הנדסה מתקדמת.פלטפורמת פלטפורמה יכולה לכפות עומסים נוספים על רכיבי טורבינות, צמצום האמינות. כבלים דינמיים - אשר חייבים לעמוד בריצה מחזורית ומתח - הם נקודת כשלון קריטית.על המשך R&D מתמקד במערכות פולסר פעיל, חומרים קלים, עיצובים חזקים.

התקנה ותחזוקה

בעוד ההרכבה ב- Port Simplifies ההתקנה הראשונית, תחזוקה מתמשכת במים עמוקים היא מאתגרת.גישה טורבינות דורש כלי שיט מיוחדים וייתכן להיות מוגבל על ידי חלונות מזג אוויר.מפתחים הם חקרו מזל"טים בדיקה אוטונומיים, ניטור מצב מרוחק, עיצובים של רכיב מהיר לשינוי מהיר כדי להפחית את עלויות זמניות ותפעוליות.

חיבור Grid

העברת כוח מטורפות צף מרוחק דורש כבלים דינמיים שיכולים להתמודד עם עומק ותנועת גל.כבלים אלה הם יקרים יותר ויעילים יותר מאשר אלה סטטיים.מערכות זרם ישיר גבוה (HVDC) עשויים להיות נחוצים למרחקים ארוכים, הוספת עלויות תשתיות. יוזמות Collaborative מפתחים עיצובים קומפקטיים קומפקטיים כבליים ו substations צף כדי לטפל באתגרים אלה.

השפעה סביבתית ו Marine Impact

טורבינות רוח פלורינג יש טביעת רגל סביבתית קלה יותר מאשר קבוע- ⁇ בשל התערבות מינימלית קרקעית הים. למערכות אנקן וקווי הטעינה יכולים ליצור אפקטים שונית מלאכותיים, פוטנציאל ליהנות מהחיים הימיים המקומיים.עם זאת, ישיבה זהירה חיונית כדי להימנע מבתי גידול רגישים, מסלולי נודדים מגרפיים, וטעמת דיג.רעש בנייה הוא בעיקר מוגבל להובלת נמל ו הנחת כבל.

פרויקטים מובילים ותעשיות מיילstones

הייקול סקוטלנד

מאז 2017, 30MW Hywind סקוטלנד של Equinor נשאר החווה הארוכה ביותר של רוח צף צפופה. 5 6 MW סימנס משחקיםa טורבינות רכובים על ספגי ספאר להשיג ממוצעים של גורמים מעל 50%, להוכיח את יכולתה של הטכנולוגיה בתנאים קשים של הים הצפוני.שיעורים של Hywind הם informing פרויקטים גדולים יותר, כולל Hywindpen (88 MW בנורווגיה) ומציעים 200 חוות דרום מ"ואט"ואט הם.

WindFloat Atlantic

מחוץ לחוף פורטוגל, פרויקט 25MW WindFloat Atlantic משתמש בשלוש פלטפורמות בעלות ערך למחצה עם MHI ו- 8.4MW טורבינות MW.הועד ב-2020, הוא הראה ביצועים גבוהים וחוסן, עם גלים של 20 מטרים במהלך סופות.ההצלחה של הפרויקט עוררה את הפיתוח של 30MWcardine Offshore Wind Farm בסקוטלנד, גם שימוש בטכנולוגיית WindFalve: FLT1Prin: 1.Prin: 1.Prind: 1.

יוזמות מפתח אחרות

צרפת מתקדמת עם פרויקטים רבים של טייס, כגון פרובנס גרנד (3 טורבינות, 25 MW) ו EolMed (3 טורבינות, 30MW) ביפן, פרויקט Fukushima Forward בחן יחידה בגודל 7MW למחצה MW למחצה submersible Unit.הלשכה של ניהול אנרגיה האוקיינוס האמריקאי זיהתה אזורי שכירות פוטנציאליים מחוץ קליפורניה, שם רוח צף היא האפשרות היחידה בשל מים אלה באופן קולקטיבי ואימות עלויות פלטפורמה שונים.

אפשרויות לעתיד ו Scaling Up

שוק הרוחות הצף צפוי לגדול מ -200 מגה-וואט היום ליותר מ-20 GW עד 2035, על פי תחזיות התעשייה.אירופה, אסיה-פסיפיק, וחוף המערבי של ארה"ב מייצג את השווקים המיידיים הגדולים ביותר.

מסלולים זולים כוללים את התיעוש של ייצור של הושול, שימוש בחומרים קלים (התחזים במקום פלדה עבור כדור), טכנולוגיה מתקדמת של mooring, וכבלים דינמיים סטנדרטיים. תשתיות רשת משותפות ו substations צף יכול להפחית את הוצאות השידור.אם מגמות אלה מטבולות, רוח צפה יכול להשיג שוויון רשת עם מתחדשים אחרים בתוך עשור, פתיחת משאב אנרגיה מסיבי, נקי חיוני כדי לעמוד מטרות אפס.

מסקנה

טורבינות רוח פלוגות אינן רק שיפור הדרגתי על עיצובים קבועים; הן מייצגות שינוי פרדיגמה בפריסת רוח offshore. על ידי הסרת מגבלות עומק, הן פותחות את אזורי האוקיינוס העמוקים והרוחניים ביותר לדור המתחדש בקנה מידה גדול. בעוד עלויות הנוכחיות ומכשולים טכניים נשארים משמעותיים, התקדמות טכנולוגית מהירה, הגדלת ביטחון המשקיעים, והתמיכה במדיניות חזקה מניעה את התעשייה קדימה.