Sådan fremstilles flydende vindmølleparker Fremtiden for grøn elektricitet

Sådan fremstilles flydende vindmølleparker Fremtiden for grøn elektricitet
 Vismar UK / Shutterstock

Siden 2010 har vindenergien oplevet en vedvarende vækst på verdensplan, hvor mængden af ​​energi genereret af havvind øges med næsten 30% hvert år. Lande over hele verden skal hurtigt øge forsyningen med vedvarende energi hurtigt for at imødekomme den voksende efterspørgsel og hurtigt reducere emissionerne. På trods af denne hastighed leverer offshore vind i øjeblikket mindre end 1% af verdens elforsyning.

Mange af de vigtigste steder med lavt vand til bygning af vindmølleparker er under udvikling. Men potentialet ved havvind er stadig stort set uudnyttet pr. Graf over verdensomspændende installeret kapacitet nedenfor.

Onshore vs offshore vindkapacitet

Onshore vs offshore vindkapacitet (hvordan man gør flytende vindmølleparker til fremtiden for grøn elektricitet)Nøgle: offshore vind = lys grå, og onshore vind = mørk grå. IRENA, Forfatter leveret

Årsagen til dette uudnyttede potentiale er det 80% af vinden blæser uafbrudt yderligere offshore - i vand dybere end 60 meter, hvor turbiner indlejret i havbunden er vanskelige at konstruere.

Løsningen kan være flydende havvindmølleparker. Så hvad holder dem tilbage?

Flydende havvind

Alle stænger en håndfuld af eksisterende havvindmøller er bundet til havbunden af ​​et fast fundament - for det meste en stor stålrørhøj, der går over til turbinemasten over havbunden. Disse såkaldte fastbundne turbiner er begrænset til vanddybder på 50 eller 60 meter.

Men nylige projekter, inklusive Hywind ud for Skotlands kyst og WindFloat fra Portugal, vis at det er muligt at bygge flydende vindmøller. En enkelt seks megawatt-turbine - ligesom dem, der bruges i Hywind-gården - kan generere nok elektricitet til at drive 4,000 britiske hjem.

Men at levere tilsvarende husholdningselektricitet til en global befolkning på 9 milliarder med 2050 kræver noget som en halv million havvindmøller - en 100-fold stigning i forhold til det nuværende antal - plus den ekstra kapacitet til at levere elektricitet til fremtidig energibehov.

Desværre er flydende vindmølleparker teknisk gennemførlige, men de er ikke økonomisk bæredygtige. At gøre noget offshore er dyrt. For at opbygge en vindmøllepark med en bund på en gigawatt ligger omkostningerne ved at gennemføre den nødvendige lokalundersøgelse i området 15 millioner pund. Installation og idriftsættelse af gården ville være omkring £ 650 millioner, mens de løbende omkostninger til drift og vedligeholdelse ville være ca. £ 75 millioner pr. År. I slutningen af ​​sin levetid, som kan vare omkring 25 år, er der yderligere 300 millioner pund nødvendige for nedlæggelse.

Alligevel flydende vindmølleparker, som stadig er i de tidlige dage med deres design og teknologi, er endnu dyrere. Mens prisen for levering af havvindenergi i 2019 varierede mellem £ 36 og £ 45 pr. MWh elektricitet, er de nuværende auktioner for flydende vinde pris over dobbelt så meget.

Offshore strukturer er også meget store. Hywind-seks megawatt-turbiner er 154 meter i diameter - hvert blad er af samme længde som et A380-flyvespænde. Siemens Gamesa 10 megawatt turbine har en rotordiameter på 193 meter, mens US National Renewable Energy Laboratory 15 megawatt referenceturbine har en diameter på 240 meter. At konstruere, installere, betjene, overvåge, vedligeholde og nedlægge infrastruktur af denne skala i havet er ingen triviel opgave.

To af de fem møller, der blev brugt i verdens første flydende vindmøllepark, Hywind Scotland.To af de fem møller, der blev brugt i verdens første flydende vindmøllepark, Hywind Scotland. Terje Aase / Shutterstock

Mens energiselskaber ofte bygger langt ude på havet, producerer en enkelt flydende vindmølle meget mindre energi end en enkelt offshore olie- eller gasrig. Afhængigt af størrelsen på begge strukturer kan det i løbet af sin levetid være i intervallet 1,000 gange mindre. Så meget mere infrastruktur er nødvendig for det samme energiudbytte fra vedvarende energikilder. At sætte en havvindmølle ud på havet og holde den der, skal være meget billigere for at matche omkostningerne ved energiproduktion fra offshore olie eller gas.

Der kan læres meget fra traditionel offshore engineering for at hjælpe med overgangen til vedvarende energi. Men de nødvendige omkostningsreduktioner kan ikke opnås ved at gøre mere af det samme eller skærpe effektiviteten af ​​eksisterende metoder og teknologier.

Tekniske løsninger

Derfor tager det sandsynligvis nye teknologier at gøre flydende vindmølleparker omkostningseffektive. For eksempel kan brug af robotter og anden autonom teknik til at kontrollere offshore-ingeniøraktiviteter - fra at undersøge havbunden til drift, inspektion og vedligeholdelse af en flydende vindmølle - reducere risikoen for arbejdstagere og give mere effektiv kontrol med disse komplekse systemer.

Rutinemæssige inspektioner af havvindmølleparker af mennesker ville være upraktiske for den enorme udvikling, der bygges i dag, og bestemt for dem, der er planlagt i fremtiden. Smarte sensorer indbygget i alle dele af en flydende vindmøllepark kan kontinuerligt vurdere, hvordan strukturen går i stedet.

Maskinelæring - som bruger data til at lære computere at tage beslutninger på egen hånd - kunne bruges til at fortælle os det mest effektive anker under design, eller hvis en fortøjningslinje kan være i fare for at mislykkes under drift.

Allerede kan maskinlæring bruge vejrdata til at kontrollere positionerne af turbineblade for at maksimere hvor meget energi de genererer eller forhindre skader i høj vind eller storm. Nye metoder at kombinere fysik med maskinlæring kan give pålidelige forudsigelser med mindre data, hvilket er nyttigt offshore, hvor data kan være vanskelige at indsamle.

Da den britiske regering begynder en undersøgelse i form af teknologiske innovationer, der kan tackle klimaændringer, er offshore vind den første anløbshavn. Med investering i fremtidens teknologi kunne flydende vindmølleparker hjælpe med at overlade landets og verdens vedvarende energikapacitet.The Conversation

Susan Gourvenec, Royal Academy of Engineering Chair i Emerging Technologies - Intelligent & Resilient Ocean Engineering, University of Southampton

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.

Relaterede bøger

Nedtrapning: Den mest omfattende plan, der nogensinde er blevet foreslået til at vende global opvarmning

af Paul Hawken og Tom Steyer
9780143130444I lyset af udbredt frygt og apati er en international koalition af forskere, fagfolk og forskere mødtes for at tilbyde et sæt realistiske og dristige løsninger på klimaforandringer. Hundrede teknikker og fremgangsmåder er beskrevet her - nogle er velkendte; nogle du måske aldrig har hørt om. De spænder fra ren energi til at uddanne piger i lande med lavere indkomst til praksis i landbruget, der trækker kulstof ud af luften. Løsningerne findes, er økonomisk levedygtige, og samfund overalt i verden vedtager i øjeblikket dem med dygtighed og beslutsomhed. Fås på Amazon

Design af klimaløsninger: En politikvejledning til lav-kulstofenergi

af Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Da virkningerne af klimaændringerne allerede er over os, er behovet for at reducere de globale drivhusgasemissioner intet mindre end presserende. Det er en skræmmende udfordring, men teknologierne og strategierne til at imødekomme den findes i dag. Et lille sæt energipolitikker, der er designet og implementeret godt, kan sætte os på vejen mod en fremtid med lav kulstofemission. Energisystemer er store og komplekse, så energipolitikken skal være fokuseret og omkostningseffektiv. One-size-fits-all-tilgange får simpelthen ikke jobbet gjort. Politiske beslutningstagere har brug for en klar, omfattende ressource, der skitserer de energipolitikker, der har størst indflydelse på vores klimafremtid, og beskriver, hvordan disse politikker skal designes godt. Fås på Amazon

Dette ændrer alt: kapitalisme vs. klima

af Naomi Klein
1451697392In Dette ændrer alt Naomi Klein hævder, at klimaforandringer ikke kun er et andet spørgsmål, der skal indbringes pænt mellem skatter og sundhedsvæsen. Det er en alarm, der opfordrer os til at løse et økonomisk system, der allerede svigter os på mange måder. Klein bygger omhyggeligt sagen for, hvor massivt at reducere vores drivhusemissioner er vores bedste chance for samtidig at mindske gabende uligheder, forestille os vores ødelagte demokratier og genopbygge vores slanke lokale økonomier. Hun udsætter den ideologiske desperation af klimaændringsnægterne, de messianske vrangforestillinger fra de ville være geoengineers og den tragiske nederlag fra for mange mainstream grønne initiativer. Og hun demonstrerer netop, hvorfor markedet ikke har - og ikke kan - løse klimakrisen, men i stedet forværre tingene med stadig mere ekstreme og økologisk ødelæggende udvindingsmetoder ledsaget af voldsom katastrofekapitalisme. Fås på Amazon

Fra udgiveren:
Køb på Amazon går til at bekæmpe omkostningerne ved at bringe dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og sort ClimateImpactNews.com uden omkostninger og uden annoncører, der sporer dine browservaner. Selv hvis du klikker på et link, men ikke køber disse valgte produkter, betaler alt andet, du køber i det samme besøg på Amazon, en lille provision. Der er ingen ekstra omkostninger for dig, så vær venlig at bidrage til indsatsen. Du kan også bruge dette link at bruge til Amazon når som helst, så du kan hjælpe med at støtte vores indsats.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonTwitter-ikonrss-ikon

 Få det nyeste via e-mail

{Emailcloak = off}

SENESTE VIDEOER

Fem klimatroer: Et nedbrudskurs i forkert information om klimaet
De fem klimatro: Et nedbrudskurs i forkert information om klimaet
by John Cook
Denne video er et nedbrudskurs i misinformation om klimaet, der opsummerer de vigtigste argumenter, der bruges til at rejse tvivl om virkeligheden ...
Arktis har ikke været så varm i 3 millioner år, og det betyder store ændringer for planeten
Arktis har ikke været så varm i 3 millioner år, og det betyder store ændringer for planeten
by Julie Brigham-Grette og Steve Petsch
Hvert år krymper havisen i det arktiske hav til et lavt punkt i midten af ​​september. I år måler den kun 1.44 ...
Hvad er en stormstorm, og hvorfor er det så farligt?
Hvad er en stormstorm, og hvorfor er det så farligt?
by Anthony C. Didlake Jr.
Da orkanen Sally satte kursen mod den nordlige Golfkyst tirsdag den 15. september 2020 advarede prognosemænd mod en…
Havopvarmning truer koralrev og kan snart gøre det sværere at gendanne dem
Havopvarmning truer koralrev og kan snart gøre det sværere at gendanne dem
by Shawna Foo
Enhver, der plejer en have lige nu, ved, hvad ekstrem varme kan gøre for planter. Varme er også en bekymring for en ...
Solpletter påvirker vores vejr, men ikke så meget som andre ting
Solpletter påvirker vores vejr, men ikke så meget som andre ting
by Robert McLachlan
Er vi på vej mod en periode med lavere solaktivitet, dvs. solpletter? Hvor længe varer det? Hvad sker der med vores verden ...
Beskidte tricks Klimaforskere stod over for i tre årtier siden den første IPCC-rapport
Beskidte tricks Klimaforskere stod over for i tre årtier siden den første IPCC-rapport
by Marc Hudson
For XNUMX år siden, i en lille svensk by ved navn Sundsvall, blev det mellemstatslige panel for klimaændringer (IPCC) ...
Metanemissioner ramte rekordbrydende niveauer
Metanemissioner ramte rekordbrydende niveauer
by Josie Garthwaite
Forskning viser, at globale emissioner af metan har nået de højeste niveauer.
tare forrest 7 12
Hvordan skove i verdenshavene bidrager til at lindre klimakrisen
by Emma Bryce
Forskere søger at tare for hjælp til opbevaring af kuldioxid langt under havoverfladen.

SENESTE ARTIKLER

Kreativ destruktion: Den økonomiske krise i Covid-19 fremskynder dødsfaldet af fossile brændstoffer
Kreativ destruktion: Den økonomiske krise i Covid-19 fremskynder dødsfaldet af fossile brændstoffer
by Peter Newman
Kreativ ødelæggelse “er den væsentlige kendsgerning om kapitalismen”, skrev den store østrigske økonom Joseph Schumpeter i ...
Globale emissioner falder med en hidtil uset 7% - men start ikke med at fejre endnu
Globale emissioner falder med en hidtil uset 7% - men start ikke med at fejre endnu
by Pep Canadell et al
Globale emissioner forventes at falde med ca. 7% i 2020 (eller 2.4 milliarder ton kuldioxid) sammenlignet med 2019 ...
Årtiers uholdbar vandanvendelse har udtørret søer og forårsaget ødelæggelse af miljøet
Årtiers uholdbar vandanvendelse har udtørret søer og forårsaget miljøødelæggelse i Iran
by Zahra Kalantari et al
Saltstorme er en voksende trussel for millioner af mennesker i det nordvestlige Iran takket være katastrofen i søen ...
Klimaskeptiker eller klimafornægter? Det er ikke så simpelt, og her er hvorfor
Klimaskeptiker eller klimafornægter? Det er ikke så simpelt, og her er hvorfor
by Peter Ellerton
Klimaforandringer er nu klimakrise og en klimaskeptiker nu en klimafornægter, ifølge den for nylig opdaterede ...
2020-orkanens sæson i Atlanterhavet var en rekordstop, og det giver flere bekymringer om klimaændringer
2020-orkanens sæson i Atlanterhavet var en rekordstop, og det giver flere bekymringer om klimaændringer
by James H. Ruppert Jr. og Allison Wing
Vi ser tilbage på et spor af ødelagte rekorder, og stormene er muligvis stadig ikke forbi, selvom sæsonen officielt ...
Hvorfor klimaændringer får efterårsblade til at ændre farve tidligere
Hvorfor klimaændringer får efterårsblade til at ændre farve tidligere
by Philip James
Temperatur og daglængde blev traditionelt accepteret som de vigtigste faktorer for, hvornår bladene skiftede farve og faldt, ...
Vær forsigtig: Vinternes drukning kan øges, når isen tyndes med klimaændringer
Vær forsigtig: Vinternes drukning kan øges, når isen tyndes med klimaændringer
by Sapna Sharma
Hver vinter understøtter isen, der dannes på søer, floder og oceaner, samfund og kultur. Det giver…
Der er ingen tidsrejse klimatologer: hvorfor vi bruger klimamodeller
Der er ingen tidsrejse klimatologer: hvorfor vi bruger klimamodeller
by Sophie Lewis og Sarah Perkins-Kirkpatrick
De første klimamodeller blev bygget på grundlæggende fysiske og kemiske love og designet til at studere klimaet ...