Enerji Sistemleri ve Sürdürülebilirlik
Tidal ve Wave Energy Altyapı Entegrasyonunun Geleceği
Table of Contents
Ocean Energy'nin Büyütmesi
Tidal ve dalga enerjisi, gezegendeki en büyük keşfedilmemiş yenilenebilir kaynaklardan birini temsil ediyor. Oceans, Dünya yüzeyinin %70'inden fazlasını kapladı ve ağ istikrarı için muazzam bir depolama alanı taşıyor - güneş ve rüzgarın aksine, bu da değişken yenilenebilir enerjilerin yüksek paylarını entegre ediyor. Tides kesin Ay döngüleri takip ediyor ve dalga desenleri önceden tahmin edilebilir günlerce tahmin edilebilir ve dalga gücü benzersiz bir şekilde şebeke istikrarı için değerli kılıyor - şebekelerin farklı olarak enerjileri entegre ediyor.
Küresel olarak, okyanus enerjisi için teknik potansiyel, yaklaşık olarak 1 GW'den daha az olduğu tahmin edilmektedir, ancak sektör, okyanus enerjisinin 2050 yılına kadar 350 GW'ye ulaşabildiği, intihar barpanağının bir karışımı tarafından tedarik edildiği, intihar akışlı akış cihazlarının, yüksek enerji dönüştürücülerin ve diğer yenilikçi sistemlerle tanışmaya çalıştığı uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı (IRENA) projeleri hızlanıyor.
Teknolojik İnovasyonlar Sürüş Entegrasyonu
Malzeme bilimi, güç elektronik ve hidrodinamikte son gelişmeler okyanus enerji teknolojileri daha verimli, dayanıklı ve maliyetle etkisiz hale getiriyor. Aşağıda, sektöre yeniden şekillendirmekte olan temel yenilikleri araştırıyoruz.
Gelişmiş Türbinler ve Enerji Paketleri
Tidal akış türbinleri - genellikle sualtı rüzgar türbinlerine kıyasla - dramatik şekilde gelişti. Erken tasarımlar ağır, sabit-pitch sistemleri korozyona eğilimliydi. Modern türbinler değişken-pitch bıçakları, doğrudan sürücü kalıcı mıknatıs jeneratörleri ve tuz su ve biyofouling. Şirketler için:0)Orbital Marine Power) deniz hattının 20 ila 30 kat daha yoğun bir şekilde toplanması için kullanılan yüzücük türbinleri geliştirdi.For dalgası enerji, nokta-absorber su sütunları ve osilasyonlar için, şimdi gerçek tepkinin 20 katlanarak gerçek tepkisini genişleten, deniz hattın yüzde 20 oranında artırdı.
Grid Connection ve Subsea Cabling
İntegral için en büyük engellerden biri, deniz dizilerinden karanlama ağlarından gelen gücü havalimanlarına iletmektedir. Modern yüksek gerilimli mevcut (HVAC) ve yüksek gerilim doğrudan mevcut (H999) kablolar, aktarma kayıplarının on kilometreler boyunca azaltmaktadır - dalga hareketleriyle esnek hale getirebiliyor - şimdi yüzen cihazlarla birlikte dağıtılır.
Enerji Depolaması, Dimittency
Proidal enerji öngörülebilir olsa da, iki kez günlük bir lull üretiyor. Dalga enerjisi swell desenleri ile dalgalanıyor - Avrupa'daki hibrit projeler enerjiyi depolama ile birleştirirken, lityum-iyon aküleri pompaladı, hidrojen elektroliz gibi gelişmiş teknolojiler - İngiltere'de istikrarlı bir enerji tedarikini sağlar.
Dijital Twins ve Tahmin edici Bakım
Operasyonel maliyetler, her cihazın sanal bir kopyasını oluşturmak için bir engel olmuştur - operatörlerin farklı koşullar altında performans simüle etmesine izin verir, başarısızlıktan önce giymelerini ve sakin havalar sırasında makine öğrenme modelleri eğitim görür.
Meydanlar ve Fırsatlar
Hızlı ilerlemeye rağmen, büyük ölçekli entegrasyon ciddi engellerle karşı karşıyadır. Yüksek sermaye maliyetleri, karmaşıklıklara izin vermek ve çevresel belirsizlikler de kalır. Ancak her bir meydan okuma da inovasyon ve politika liderliği için bir fırsat sunuyor.
Çevre ve Ekolojik Etkiler
Deniz ekosistemleri hassastır. Tidal barrages, sedisyon taşıma ve balık göçü değiştirebilir; Türler deniz memelilerine çarpışma riskleri oluşturur; dalga cihazları gürültü ve elektromanyetik alanlardan yararlanabilir. Ancak araştırma, doğru site ve tasarlanmış diziler ile birlikte bulunabilir. Yeni türdeki balıklara benzeyen bıçaklar, deniz kenarındaki kenarlar ve alt uç hızlarda yapay kayalar.
Ekonomik Viability ve Politika Destek
Enerjinin seviyesi (LCOE) intihar ve dalga gücü tarihsel olarak 300 / MWh € aştı, ancak maliyetler düşüyor. - Avrupa'daki LCOE, 150 / MWh'nin altında kaldı ve 2030'un dalgası için hedefi 100/MWh. Scalinginging design, ve CARER üretim tedarik zincirini daha fazla azaltıyor. Hükümet mekanizmaları - feedin tarifeleri, farklar için sözleşmeler ve özel açık açık artırmalar (örneğin, Portekiz'in dalga enerjisi açıklığı) - Avrupa Komisyonu'nun stratejik bir hedefi
Teknik ve Logistical Kompleksi
Sert, sert tuzlu tuzlu sularda cihazlar yüklemek pahalı. Gemi maliyetleri, hava pencereleri ve mooring sistemi başarısızlıkları erken projelere yol açtı. Ancak, kendi yükleme platformlarında yenilikler - ağır asansör tekneleri olmadan yere çöken temeller - ve otonom su kontrol robotları bu maliyetleri azaltır.
Gelişen Projeler ve Vaka Çalışmaları
Dünya çapında birkaç öncü proje, anlamlı ölçekde entegrasyonun fizibilitesini gösteriyor.
MeyGen (Scotland)
Pentland Firth'de yer alan 6 MW MeyGen tidal dizi, 2016 yılından beri üretildi.Süre depolama sistemlerini entegre etmek ve ABD şebekesine dengelemek için 60 GWh'yi kullandı. MeyGen'in başarısı, titiz deniz izleme ve ağ bağlantısının mevcut bir alt istasyon üzerinden gerçekleşti.
Sihwa Lake Tidal Power Plant (Güney Kore)
2011 yılında inşa edilen 254 MW Sihwa barrage, dünyanın en büyük intihar gücü tesisatı. 10 altmerged Türlü enerjiyi barak kapılar aracılığıyla yakalamak için elektrik üretiyor. Sihwa'nın ağının entegrasyonu oldukça basit çünkü çıktısı tahmin edilebilir ve bir temel yük bitkisi olarak çalışır.
WaveRoller (Portugal)
WaveRoller cihazı Peniche'den kurulu, deniz hayatı için salınım riskinden kaçınan ve hidrolik jeneratörü sürmek için geliştiricilerin hedef aldığı bir panel kullanıyor.Proje, 2019 yılından bu yana Portekizli ızgaraya bağlıydı ve Avrupa Deniz Enerji Merkezi'nin test ağının bir parçası.
Politika ve Uluslararası İşbirliğinin Rolü
Okyanus enerjisinin entegrasyonu izolasyonda gerçekleşemez. Ulusal enerji stratejileri, Avrupa Birliği'nin Yenilenebilir Enerji Yönergesinde özel bir okyanus hedefi için deniz yenilenebilirlerini açıkça içermelidir. Benzer şekilde, İngiltere'nin Deniz Enerji Konseyi, intihar ve dalga R&D. Uluslararası işbirliği için bir halka açık bütçe çağrısında bulundu.
Future Outlook: A Blue Energy Revolution
İleriye bakıldığında, intihar ve dalga enerjisinin ulusal ızgaralara entegrasyonu, deniz rüzgarına benzer bir yörünge takip edecektir: tek bir merkezden çoklu ağ dizilerine kadar, daha sonra deniz enerji santralleri ile bağlantılı büyük ölçekli çiftliklere ve 2035 yılına kadar, hibrit platformları rüzgar türbinleri birleştirebiliriz, güneş panelleri, dalga enerji dönüştürücüleri ve hatta hidrojen elektrolizleri, tüm kıyıya bir alt deniz kablo ile bağlı.Bu kolokasyon yaklaşımı dramatik bir şekilde genişletilebilir.
Grid operatörleri, güneş ve rüzgarın varlığını dengelemek için okyanus enerjisinin tahmin edilebilirliğine giderek daha fazla güvenecektir. Tidal güç, kalıcı günlük döngüleriyle, küçük bir miktar depolama ile eşleştirilen bir “yenilenebilir temel yük” kaynağı olarak hizmet edebilir.
Bloomberg NEF'den gelen yatırım tahminleri, okyanus enerjisindeki birikimsel küresel yatırımın 30-50 milyar dolara ulaşmasına, okyanusun enerji kaynağının kıyı topluluklarında yüzlerce binlerce iş desteklemesine olanak sağladı. Üretim kümeleri güçlü deniz mühendisliği mirasıyla ortaya çıkabilir - İskoçya, Fransa'nın Brittany ve 21. yüzyılın Pasifik Okyanusu'nun enerji portföyünün temel taşı haline gelecektir.