Zaawansowana turbina morska z możliwością powszechnego wdrożenia
Z uwagi na rosnące zagrożenia związane nie tylko ze zmianą klimatu, ale również napięciami geopolitycznymi, potrzeba rozwoju technologii energii odnawialnej i zwiększenia mocy z odnawialnych źródeł energii nigdy nie była tak pilna. W realizacji tego przedsięwzięcia istotne znaczenie ma wykorzystanie energii morskiej, w szczególności fal i pływów, tak by do 2050 roku móc osiągnąć moc produkcyjną rzędu 100 GW. Wysiłki te odgrywają niezwykle ważną rolę w procesie uniezależniania się od importu paliw kopalnych, co w praktyce oznacza transformację unijnego systemu energetycznego w kierunku elastycznej i wzajemnie połączonej sieci czystych, odnawialnych i lokalnych źródeł energii. Z myślą o wsparciu tej transformacji zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu CRIMSON zaproponował podejście o niskim wskaźniku ryzyka, które umożliwia szersze wykorzystanie potencjału energii morskiej, otwierając drogę do wdrożenia zrównoważonych rozwiązań energetycznych. „Stworzyliśmy nowy, opłacalny morski system energetyczny, który ma stabilny i zrównoważony charakter. Dzięki użyciu materiałów pochodzących z recyklingu i zaplanowaniu procesów w całym cyklu życia systemu technologia ta może zastąpić energię z paliw kopalnych czystą energią prądów pływowych”, zauważa koordynator projektu Tomas Flanagan. „W dłuższej perspektywie technologia ta ma potencjał do wytwarzania wielu gigawatów energii pozyskiwanej z prądów pływowych”.
Rygorystyczne testy napędzają rozwój energetyki morskiej
Celem projektu CRIMSON było zwiększenie dostępności systemów wykorzystujących morską energię hydrokinetyczną, aby doprowadzić do szerszego wykorzystania ich potencjału w całej Europie. Projekt zakładał między innymi ocenę trwałości włókien węglowych pochodzących z recyklingu w drodze testów mechanicznych oraz oszacowanie ich wpływu na środowisko z myślą o szerszym wykorzystaniu ich możliwości. Nowo opracowana turbina została również wyposażona w system monitorowania stanu konstrukcji oraz formę modułową, aby energia odnawialna była wytwarzana w sposób niezawodny i przewidywalny. Przeprowadzono również testy strukturalne i próby operacyjne mające potwierdzić wytrzymałość i niezawodność turbiny. „Nasz program testów strukturalnych został zaprojektowany zgodnie z rygorystycznymi specyfikacjami i obejmował różnorodne badania, takie jak testy dynamiczne, statyczne i zmęczeniowe, a także test niszczący pozwalający na ocenę wytrzymałości resztkowej”, podkreśla Flanagan. „Godnym uwagi osiągnięciem było wykonanie 1 300 000 cykli zmęczeniowych – największej liczby cykli, jaką kiedykolwiek zarejestrowano w przypadku łopat turbiny pływowej w suchych warunkach laboratoryjnych. Wykazaliśmy również, że powłoka może wytrzymać 115 % maksymalnego przewidywanego obciążenia”. Pełnowymiarowe próby operacyjne przeprowadzono w dużym basenie holowniczym na terenie Rzymu, wykonując ponad 220 cykli, które umożliwiły analizę pracy turbiny w zróżnicowanych warunkach. Z badań tych wynika, że dzięki turbinie wytwarzającej 2 MW mocy potencjalnie można obniżyć koszty zarówno kapitałowe, jak i operacyjne.
Badanie trwałości włókna węglowego z recyklingu
Testy umożliwiły partnerom projektu porównanie włókien węglowych pochodzących z recyklingu z materiałami powszechnie stosowanymi w instalacjach energetyki morskiej. Zespół projektu sprawdził, jak przetworzone włókno węglowe sprawdza się w trudnych warunkach środowiska morskiego, a także uzyskał informacje wskazujące na jego zalety i wady. Ponadto badania pozwoliły na zdobycie cennych danych na temat sprawności elektrycznej i mechanicznej turbiny oraz ustalenie trybów zniszczenia w odniesieniu do materiału kompozytowego, pomagając w optymalizacji przyszłych konstrukcji. Udało się również potwierdzić dokładność zaawansowanego systemu pomiaru naprężeń z wykorzystaniem światłowodowej siatki Bragga, wykazując jego potencjał w zakresie monitorowania stanu konstrukcji podczas pracy turbiny.
Jasna przyszłość zrównoważonej produkcji energii
„Projekt CRIMSON doskonale wpisuje się w siódmy cel zrównoważonego rozwoju, koncentrując się na czystszej i bardziej efektywnej produkcji energii, przy jednoczesnym uwzględnieniu zasad gospodarki o obiegu zamkniętym i zintegrowanych łańcuchów dostaw”, podkreśla Flanagan. „W ramach projektu z powodzeniem wykazaliśmy możliwości wykorzystania włókien węglowych pochodzących z recyklingu w morskich systemach energii odnawialnej. Przedsiębiorstwo będące partnerem projektu jako pierwsze wdrożyło nowe technologie w swoich systemach energetycznych TidGen i RivGen, demonstrując w ten sposób osiągnięcia projektu CRIMSON w zakresie zrównoważonej energetyki”. Trwają prace nad dalszym obniżeniem kosztów produkcji energii, tak aby cena 150 euro za kilowatogodzinę stała się rzeczywistością do 2025 roku, zgodnie z celami planu EPSTE w zakresie energii oceanów.
Słowa kluczowe
CRIMSON, włókno węglowe z recyklingu, turbina morska, energia hydrokinetyczna, energia odnawialna
