Nowy system odbioru mocy z energii fal staje się bardziej uniwersalny
Zastanówmy się przez chwilę nad obecnym stanem branży energii morskiej. Powodzenie w niej zależy zasadniczo od trzech elementów: trwałego i niezawodnego łańcucha dostaw, skonsolidowanych norm projektowych oraz odpowiednio tanich i niezawodnych technologii. System odbioru mocy opracowany w wyniku działań związanych z projektem IMAGINE (Innovative Method for Affordable Generation IN Ocean Energy) może okazać się kluczowym elementem pozwalającym spełnić te wymagania. Powinien on spowodować wzrost sprawności konwersji energii fal na energię elektryczną kompatybilną z siecią o 70 do 80 %, obniżyć wydatki kapitałowe o 50% i wydłużyć żywotność systemu odbioru mocy do 20 lat. Poza tym będzie można go przystosować do różnego rodzaju konwerterów energii fal. Luca Castellini, dyrektor do spraw badań i rozwoju oraz rozwoju biznesu w UMBRAGROUP i koordynator projektu IMAGINE, mówi: „Technologia związana z odbiorem energii nadal wymaga dopracowania. Mamy świadomość, że zakłady o różnej charakterystyce środowiskowej mogą mieć inne wymagania projektowe, dlatego opracowaliśmy technologię przekształcającą liniowy ruch mechaniczny na elektryczność, która sprawdzi się w większości przypadków. Nasz generator elektromechaniczny może pozyskiwać energię z czterech różnych typów konwerterów energii fal: absorberów punktowych, tłumików, oscylacyjnych przepięciowych konwerterów fal i zanurzeniowych urządzeń różnicowych”. Generator elektromechaniczny jest kompatybilny z ponad 80 % obecnie opracowywanych konwerterów energii fal, ale jego zalety nie ograniczają się do wszechstronności. W porównaniu do najnowocześniejszych systemów odbioru mocy generator elektromechaniczny korzysta z mniejszej ilości materiałów aktywnych (a tym samym ogranicza ostateczny koszt energii). Dzięki zastosowaniu łożysk tocznych (w celu zwiększenia sprawności mechanicznej) udało się zminimalizować jego tarcie oraz zwiększyć gęstość mocy poprzez ograniczenie liczby komponentów i bardziej zwartą architekturę. System potwierdził już swoją niezawodność w zastosowaniach krytycznych dla bezpieczeństwa.
Nie tylko energia fal
Dzięki wsparciu oferowanemu przez UE w ramach projektu IMAGINE firma UMBRAGROUP rozpoczęła w 2018 roku budowę prototypu przeznaczonego do prowadzenia symulacji w pętli sprzętowej (HIL). Celem zespołu było udowodnienie, że system osiąga cele związane z ograniczeniem kosztów i poprawą wydajności, a tym samym przeniesienie go na piąty poziom gotowości technologicznej. Obecnie firma zajmuje się produkcją części testowych i ma nadzieję rozpocząć działania testowe późnym latem. Ale projekt IMAGINE to nie tylko system odbioru mocy. „Prace prowadzone w ramach projektu są skoncentrowane na opracowaniu usprawnionego procesu projektowania, który przyczyni się do przygotowania zalecanych praktyk w zakresie stosowania systemów odbioru mocy w technologiach konwerterów energii fal. Ze względu na brak norm opracowaliśmy podejście wywodzące się z sektora energii wiatrowej. Posługujemy się energią fal i na tej podstawie definiujemy odpowiedni rozmiar systemu odbioru mocy dla danego konwertera energii fal”, dodaje Castellini. Zastosowanie modelowania numerycznego i odwołanie się do klasy energii fal pozwala zdefiniować krzywą obciążenia generatora elektromechanicznego na podstawie oddziaływań między konwerterem energii fal a jego otoczeniem. Firma UMBRAGROUP brała pod wagę szeroki zakres obciążeń generatora elektromechanicznego, aby zapewnić bezpieczeństwo działania systemu. „Generator elektromechaniczny musi radzić sobie z ekstremalnymi obciążeniami i poborem mocy, nawet jeśli wybrana klasa zakładu i tym konwertera znajdują się w zakresie mocy miejsca wdrożenia. Aby wytwarzać energię nawet przy tak ekstremalnych obciążeniach, musieliśmy wprowadzić architekturę równoległą generatora elektromechanicznego”, wyjaśnia Castellini. Doprowadzenie technologii na dziewiąty poziom gotowości technologicznej zajmie zapewne nieco czasu, ale interesariusze i projektanci rozwiązań technologicznych już rozważają stosowanie generatora. Potencjał tej technologii wykracza poza sektor energii fal i może znaleźć zastosowanie w rozwiązaniach energii pływów, przemyśle motoryzacyjnym, naftowym i gazowym.
Słowa kluczowe
IMAGINE, generator elektromechaniczny, energia oceanu, konwersja, system odbioru mocy, konwerter energii fal
