Nowy potencjał pływów i rzek
Jeśli pływy mają się stać rentownym źródłem energii odnawialnej, jednostkowy koszt uzyskiwanej z nich energii musi spaść do poziomu, przy którym możliwe będzie konkurowanie z innymi źródłami energii odnawialnej, takimi jak morska energia wiatrowa. W praktyce oznacza to możliwość dostarczania energii elektrycznej o podobnym koszcie jednostkowym przez cały okres trwania projektu. Istotnym problemem, który należy rozwiązać w drodze od wyznaczonego celu, jest wysokość kosztów operacyjnych i kosztów utrzymania, jakie powstają w związku z pracą morskich turbin hydrokinetycznych w wyjątkowo trudnym środowisku. „Praca generatorów elektrycznych turbin pływowych zależała zazwyczaj w znacznym stopniu od uszczelnień chroniących wnętrze generatora przed wodą morską”, wyjaśnia partner projektu TAOIDE James Donegan, dyrektor ds. operacji europejskich w irlandzkim oddziale firmy ORPC. „Jeśli woda morska dostanie się do szczeliny powietrznej generatora, zwykle dochodzi do awarii systemu, co oczywiście podnosi koszty konserwacji. Od dawna badaliśmy, czy możliwe byłoby zbudowanie generatora, w którym zalana szczelina powietrzna to stan normalny. Pozwoliłoby to wyeliminować konieczność stosowania uszczelek w celu chronienia generatora”.
Prostsza, niezawodna technologia
Z tej kluczowej koncepcji zrodził się projekt TAOIDE (Technology Advancement of Ocean energy devices through Innovative Development of Electrical systems to increase performance and reliability). Został on uruchomiony w listopadzie 2016 roku w celu opracowania generatora z mokrą szczeliną – zamkniętego hermetycznie generatora, który można zalać, usuwając w ten sposób podstawowy powód awarii turbiny. Częścią prac rozwojowych była ocena całego systemu. Zespół projektowy przyjrzał się między innymi łożyskom, uszczelnieniom, generatorom, elektronice i turbinom. „Sposób łączenia poszczególnych elementów ze sobą wpływa na możliwości zmniejszenia zużycia i kosztów operacyjnych”, mówi koordynator projektu Kevin Leyne, kierownik projektu w centrum badawczym MaREI prowadzonym przez uczelnię w Cork (UCC). „Operator morskiej turbiny hydrokinetycznej nie może po prostu wysłać technika na drabinę, by przeprowadził rutynową konserwację, jak ma to miejsce w przypadku turbin wiatrowych”. Uproszczenia projektowe wprowadzono we wszystkich możliwych obszarach, by jeszcze bardziej zmniejszyć ryzyko wystąpienia awarii mechanicznej i tym samym zapewnić przydatność systemu dla społeczności oddalonych od głównych ośrodków cywilizacyjnych, w których dostęp do usług specjalistów i sprzętu może być ograniczony. „Dobrym tego przykładem jest to, jak wspólnie z partnerem projektu, firmą SKF, opracowaliśmy jednowspornikowy system łożysk dla generatora”, dodaje Donegan. „Zamiast rozbierać cały generator na części w celu konserwacji łożysk, teraz będzie można wyjąć tylko ten zespół i przeprowadzić na nim proste prace konserwacyjne”. Zespół zakończył etap projektowania i produkcji prototypu hermetycznego generatora z szczeliną mokrą, przeznaczonego do pracy w najtrudniejszych warunkach. Jego testy rozpoczną się wkrótce w Irlandii.
Korzyści dla społeczności oddalonych od głównych ośrodków cywilizacyjnych
W ramach projektu powstanie w pełni zintegrowany generator ze szczeliną mokrą, nadający się do użytku w wielu urządzeniach morskich stosowanych do pozyskiwania energii odnawialnej. „Byliśmy pod dużym wrażeniem początkowych wyników i tego, jak dobroczynny wpływ na społeczności wiejskie mogą mieć systemy morskiej turbiny hydrokinetycznej opracowane przez ORPC”, zauważa partner projektu John Doran, główny badacz w Instytucie Technologii w Letterkenny, w Irlandii. „Kluczowym czynnikiem, na który należy zwrócić uwagę, jest to, że ponieważ systemy zasilania ORPC powstają z myślą o społeczności, są one przez nią akceptowane. Do ich wdrażania i utrzymania wykorzystywane są zasoby tych społeczności. Dla nas, instytutu działającego w wiejskim regionie północno-zachodniej części Irlandii, to niezmiernie ważne. Była to dla nas niebywałą okazja, by współpracować z takimi zespołami jak MaREI na UCC czy Instytutem Fraunhofera w Niemczech. Ten projekt dodatkowo umożliwi nam zaprezentowanie naszej części świata jako ważnego źródła zasobów dla sektora energii pływów”. Donegan zgadza się, że technologia opracowana w ramach projektu TAOIDE może przynieść ogromne korzyści prowincji, w których stosuje się głównie generatory diesla i gdzie koszt energii jest zwykle wysoki. „To okazja, by pomóc tym społecznościom stać się bardziej zrównoważonymi i niezależnymi”, mówi Donegan.
Słowa kluczowe
TAOIDE, energia, morska, pływowy, rzeka, generator, hydrokinetyczny, morska turbina hydrokinetyczna, elektryczność
