潮流と波エネルギーインフラの統合の未来

海洋エネルギーの拡大の重要性

潮汐と波のエネルギーは、地球の表面に70%以上をカバーし、キネティックで潜在的なエネルギーを運ぶ最大の未適用再生可能エネルギー資源の1つです。太陽と風とは異なり、それは天気と時間の日によって変化する、海洋エネルギーは非常に予測可能です。潮汐は正確な月間周期に従い、波のパターンは、事前に予測される日をすることができます。この予測可能性は、グリッドの安定性のために一意に価値のある潮汐および波の電力を生成します。再生可能エネルギーの株式の上昇が増加するにつれて、重要な利点は、高い。

海上エネルギーの技術的可能性は、300ギガワット(GW)以上で推定され、単独で潮汐エネルギーの容量は1万キロワットワットワットの時間を超える可能性があります。概して、世界電力需要に等しい。現在、設置容量は1 GW未満ですが、セクターは加速しています。海洋エネルギーが2050年までに350 GWに達することができる国際再生可能エネルギー機関(IRENA)プロジェクトは、タイの断層、特に風力のあるエネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、エネルギー、

技術開発による統合の推進

物質科学、電力電子機器、水力学の最近の進歩は、海洋エネルギー技術をより効率的、耐久性、費用対効果の高いものにしています。以下、私たちは、現在、セクターを再構築する主要な革新を探ります。

高度なタービンとエネルギーコンバータ

潮流タービンは、水中風タービンと比較しても頻繁に変化しています。初期設計は重く、固定ピッチシステムが腐食を起こします。現代のタービンは、可変ピッチブレード、直流駆動の永久磁石発電機、塩水やバイオ燃料に抵抗する複合材料を使用しています。企業は、軌道マリンパワーのような、深部の水を巻き込むことができるフローティングタイダータービンを開発し、その結果、燃料を削減し、燃料を削減します。

グリッド接続と海底キャブリング

統合する最大のハードルの1つは、オフショア配列からオンショアグリッドへの電力を伝送してきました。現代の高電圧交流電流(HVAC)と高電圧直流(HVDC)ケーブルは、10キロメートルを超える伝送損失を削減します。ダイナミックケーブル — 波動と柔軟に対応できる — フローティングデバイスと一緒に展開されます。新しいグリッドサイドインバータは、海洋エネルギープラントが電圧サポートや周波数などの補助サービスを提供し、参加者の代わりにスマートグリッドジェネレーターを生成します。

スムーズな送金のためのエネルギー貯蔵

潮汐エネルギーは予測可能であるが、それは毎日2回光を生成します。波のエネルギーは、膨らみのあるパターンと変動します。リチウムイオン電池、ポンプ水力、または水素電気分解のような新興技術が、海上エネルギーを蓄えると、安定した分配可能な電源を保証します。英国では、MeyGenプロジェクトは、ヨーロッパのハイブリッドプロジェクトがオフショア風と太陽を浮上させながら、海上バッテリーを使用して、ケーブル水中の過水を最大限に活用するために一般的な貯蔵資産を共有します。

デジタルツインと予測メンテナンス

運用コストは、展開の障壁となっています。デジタルツインテクノロジー — それぞれのデバイスの仮想レプリカを作成する — オペレータは、異なる条件下でのパフォーマンスをシミュレートし、故障前に摩耗を検出し、気象の気象中にメンテナンスをスケジュールすることができます。海洋データが長年にわたって訓練された機械学習モデルは、波の高さと電流を90%以上予測し、リアルタイムの電力スケジューリングを可能にし、市場需要と合わせます。

チャレンジと機会

急成長にもかかわらず、大規模な統合は深刻なハードルに直面しています。資本コストが高く、複雑性を許し、環境の不確実性は残ります。しかし、各課題は、イノベーションと政策のリーダーシップのための機会も提示します。

環境・環境への影響

海洋生態系は、機密です。潮汐の危険性は、堆積輸送と魚の移住を変えることができます。タービンは、海洋哺乳動物への衝突リスクをポーズします。波装置は、騒音と電磁場を作り出すことがあります。しかし、調査では、適切にサイト化され、設計された配列は、海洋生物と共生することができます。新しいタービン設計は、丸みのあるエッジと低チップ速度で魚に優しいブレードを組み込む。サブマージ構造からの人工サンゴ礁の影響は、局部の生物多様性を高めることができます。影響は、そのようなプロジェクトを解決するのを助ける[F]と、このようなプロジェクトを解決する:[F]

経済の可燃性および政策サポート

潮汐と波力が大きくなるエネルギー(LCOE)の高騰コストは、過去に€300/MWhを超えるが、コストが低下する。潮流では、欧州のLCOEは€150/MWh以下に低下し、2030波エネルギーのターゲットは€100/MWhである。配列のスケーリング、標準化設計、オフショア風から製造サプライチェーンを活用することで、さらなる削減が図れる。政府のメカニズム - フィードイン関税、およびウェーブエネルギーの契約は、エネルギーの差を低減する[F] - ポルトガルの排出とエネルギーの排出 - 。 [F]

技術的・論理的複雑性

過酷な塩水に装置を設置するのは高価です。容器のコスト、気象窓、および係留システムの故障は初期プロジェクトを悩ましています。しかし、自己インストールプラットフォームのイノベーション — 重力上昇の船舶なしで場所に沈むバラストされた基盤 - および自律的な水中検査ロボットは、これらのコストを削減しています。風、太陽、海洋エネルギーを組み合わせるオフショアエネルギーハブなどの共有インフラは、設置やO&Mの費用も広がります。

プロジェクトの企画・事例

世界的ないくつかの先駆的なプロジェクトは、有意義な規模での統合の可能性を実証しています。

メイゲン(スコットランド)

ペントランド・フィルスに位置し、6 MW MeyGenのtidal配列は2016年以来生成されています。 4つの1.5 MWタービンを使用し、60 GWhを超える英国グリッドに輸出しています。 MeyGenの成功は、フェーズド・アプローチ、細心の海底監視、および既存のオンショア・サブステーションを介してグリッド接続にあります。今、80 MWに拡大され、バッテリーの貯蔵を統合し、全国のグリッドにバランシングサービスを提供する計画があります。

四輪湖チダル発電所(韓国)

2011年に建設された254 MWシハワは世界最大の潮流発電設備です。10個の水中タービンで電力を流す発電し、バリゲートを通した水流としてエネルギーを流します。韓国のグリッドにSihwaの統合が、その出力が予測可能でベースロードプラントとして稼働しているため、直面しています。しかし、環境問題(湖の水交換)は、今後の計画のために、水質を向上させる設計につながりました。

WaveRoller(ポータル)

WaveRoller デバイスは、Piniche からインストールされ、近くの海辺の波で振動するヒンジ式パネルを使用して、油圧発電機を駆動します。このプロジェクトは、2019 年以来、ポルトガルのグリッドに接続されており、欧州の海洋エネルギーセンターのテストネットワークの一部です。その革新的なボトムマウント設計は、海洋生物の衝突リスクを回避し、係留を簡素化します。開発者は、2027 年までに商用配列に最大規模を目指し、€100/MWh 未満のLCOEターゲットをターゲットにしています。

政策・国際協力の役割

海洋エネルギーの統合は、分離で起こることができません。国家エネルギー戦略は、グリッド拡張計画で海洋再生可能エネルギーを明示的に含めなければならないし、規制枠組みは、海洋環境を保護しながら許可を合理化する必要があります。海洋エネルギーヨーロッパ[[]]]欧州連合の再生可能エネルギー指令で専用の海洋エネルギーターゲットを提唱する貿易協会。同様に、英国海洋エネルギー協議会は、波動およびエネルギー分析装置に関するリング-フェンダーの予算を呼び出しました。そのようなエネルギーおよびエネルギー分析は、国際エネルギー機関の共同作業を加速し、エネルギーを促進します。

未来の展望:青いエネルギー革命

先を見れば、潮汐と波のエネルギーを全国のグリッドに統合すると、オフショア風に似た軌跡が続きます。単一デバイスデモンストレーションからマルチデバイス配列まで、オフショアエネルギーハブを介して接続された大規模の農場まで。 2035年までに、風力タービン、ソーラーパネル、波エネルギーコンバータ、さらには水素電気機器を組み合わせるハイブリッドプラットフォームが1つの海底ケーブルを介して海岸にリンクされています。このコロケーションアプローチは、劇的に、断続的なインフラの低減と断続化を促進します。

グリッド演算子は、太陽と風のバランスをとり、海エネルギーの予測可能性に依存します。潮汐力、その持続的な毎日のサイクルで、少量のストレージと組み合わせたときに「更新可能なベースロード」リソースとして機能することができます。太陽が低いときに冬にピークエネルギーを、しばしばピークエネルギー、温度の緯度に貴重な季節補完を提供します。

投資予測は、ブルーバーグNEFの海洋エネルギーの累積的なグローバル投資は、海岸のコミュニティで数千の雇用を支援し、2040年までに30〜50億ドルに達することができることを示唆しています。製造クラスターは、強力な海洋工学遺産であるスコットランド、フランスのブルターニュ、米国太平洋北西部、および日本と地域に出現する可能性があります。気候圧力マウントとして、海洋のエネルギー資源は、あまりにも広大な範囲で、また、側面に残るために余りにも依存しています。継続的な革新、センブルポリシー、および環境に注意を払ったエネルギーポートフォリオは21世紀のエネルギーを踏み出すでしょう。