Unikátna energetická platforma poháňaná vztlakom prechádza do pilotnej prevádzky.
Švédska spoločnosť NoviOcean otestovala prototyp tretej generácie svojej kombinovanej veternej/solárnej/vlnovej energetickej platformy, plávajúcej platformy dimenzovanej až na 1 megawatt konštantnej čistej energie po celý deň vďaka fascinujúcemu mechanizmu poháňanému vztlakom. Ďalší krok: pilotný projekt v plnom rozsahu.
Platforma na obnoviteľnú energiu bude mať po vybudovaní v plnej veľkosti relatívne malú plochu: 38×9 metra, pričom bude vyčnievať približne štyri metre nad vodnú hladinu a ďalších 12 metrov pod hladinou. Teda maličké v porovnaní s niektorými monštruóznymi veternými turbínami na mori, ktoré sa začínajú objavovať, ako napríklad kolosálna 20-megawattová turbína MingYang, ktorá je v súčasnosti najväčšia na svete.
Je však navrhnutá tak, aby prekonala svoju 140-tonovú váhu a dodávala energiu konzistentnejšie ako akýkoľvek generátor s jednou metódou. A ako to funguje? Keď svieti slnko, napája približne 700 metrov štvorcových alebo 50 kW solárnych panelov. Keď fúka vietor (a väčšina najlepších veterných zdrojov na svete sa nachádza na mori, kde bude táto vec žiť) bude poháňať sériu šiestich veterných turbín so špirálovými lopatkami a vertikálnou osou (VAWT).
Vďaka zaujímavému systému napájania z vĺn bude získavať až 650 kW energie z pohybu oceánu. Najskôr však o týchto VAWT. V porovnaní s turbínami s horizontálnou osou v tvare ozubeného kolesa, ktoré sme zvyknutí vídať, majú VAWT niekoľko kľúčových výhod, najmä pri použití vo veterných elektrárňach na mori. Ťažký generátor je v spodnej časti, na rozdiel od vrcholu obrovského stožiara, ktorý musí podporovať aj obrovský točiaci sa ventilátor.
Takže platforma zostane sama o sebe vzpriamená bez potreby protiváhy alebo ťažkých podporných konštrukcií. Po druhé, môžu prijímať vietor z akéhokoľvek smeru, pretože sa aj tak otáčajú o 360 stupňov. Plošina môže byť orientovaná rovnobežne s vlnami, aby čo najlepšie slúžila svojmu hlavnému výrobcovi energie. Generátor energie z vĺn funguje aj zaujímavým spôsobom.
Veľká vec, ktorá vyzerá ako zátka a trčí z vrchnej časti, je turbína/generátor, ktorý je umiestnený na veľkom pieste. Horná časť tohto piestu je pripevnená k plávajúcej plošine a spodná časť k morskému dnu. Medzi vlnami sa plošina vznáša smerom nadol a na konci svojej dráhy sa ventil uzavrie, aby udržal plošinu dole, keď sa začne dvíhať ďalšia vlna.
Pri tom sa až 3 metrov tohto obrovského plaváka drží pod vodou, čím sa pod vodou zachytí približne 600 kubických metrov vzduchu, ktorý zúfalo chce stúpať nahor. V optimálnom okamihu sa otvorí ventil a tento vztlak sa uvoľní, čím sa na plaváku vytvorí obrovská vztlaková sila až 600 ton. Sila pri stúpaní plaváka vyťahuje vodu cez penstock a pri vysokých otáčkach ju prepúšťa cez turbínu generátora typu Pelton na vrchole, čím sa vytvára až 650 kW okamžitej čistej energie.
Podľa spoločnosti stačí na dosiahnutie maximálneho výkonu vlny vysoké 4 metre. Keď je plavák postavený, solárne a veterné systémy dostanú viac-menej voľnú ruku. „Za normálnych okolností musíte pri plávajúcich solárnych zariadeniach postaviť konštrukciu, mať na palube systémy a kábel,“ povedal CO a zakladateľ spoločnosti NoviOcean Jan Skoldhammer publiku na konferencii Marine Energy Alliance Talks na OEEC 2022
„No my máme štruktúru, máme kábel a systémy na palube, tak prečo to nevyužiť?“ Čo si od toho sľubujeme? Firma tvrdí, že plošina v plnej veľkosti by mala fungovať 24 hodín denne, 7 dní v týždni s kapacitným faktorom 40-70%, pričom každá jednotka by mala ročne vyprodukovať v priemere približne 3,5 gigawatthodiny. Pre porovnanie, podľa americkej správy pre energetické informácie spotrebovala priemerná domácnosť v USA v roku 2022 10791 kWh elektrickej energie.
Takže každá platforma by mala vyprodukovať dostatok energie na prevádzku približne 324 domácností. Výstavba, inštalácia a údržba týchto zariadení by mala byť v porovnaní s obrovskými turbínami na mori triviálna záležitosť a sú navrhnuté tak, aby boli rozmiestnené v sieťach, ktoré budú vizuálne nenápadné, a môžu byť zoskupené bližšie k sebe ako väčšie turbíny, pretože zanechajú menšiu stopu vo vzdušných prúdoch, ktoré prúdia cez ich VAWT.
Ako ďaleko je projekt? NoviOcean doteraz postavila tri prototypy v mierke 1/7, 1/6 a 1/5. Posledný z nich strávil 24 mesiacov na skúšobnej plošine, 6 týždňov v nádrži na vlny a 14 mesiacov bol nainštalovaný na mori, kde podľa spoločnosti fungoval presne tak, ako predpovedali simulácie. Ďalším krokom je pilotná súprava v plnej veľkosti, ktorú chce spoločnosť postaviť a umiestniť do vody do roku 2026-2027.
Potom bude nasledovať „predkomerčná sústava“ niekedy v rokoch 2028-2030 a plné komerčné nasadenie do roku 2031-2032. Čo je to „ale“? Všetky vynálezy v oblasti obnoviteľných zdrojov energie sa nakoniec musia posudzovať z hľadiska dôležitých vyrovnaných nákladov na energiu (LCoE). Alebo za koľko budú schopné predávať čistú energiu do siete.
Zohľadňujú sa všetky náklady od počiatočných nákladov na výstavbu a inštaláciu až po priebežnú údržbu, personál, odpisy a finančné náklady počas celej životnosti projektu. Spoločnosť uvádza, že očakáva, že vybudovanie jej prvej hybridnej platformy s výkonom 1 MW v plnej veľkosti bude stáť 3,6 milióna eur a jej stý projekt, ktorý bude využívať úspory z rozsahu, vyjde približne na 2 milióny eur.
To prispieva k počiatočnej hodnote LCoE 275 USD/MWh pri debute, čo je približne tretina hodnoty, na ktorej začínali veterné a solárne elektrárne v minulosti. Podľa údajov IRENA z roku 2022 stála veterná energia na pevnine 33 USD/MWh, solárna energia vo verejnom meradle približne 49 USD/MWh a dokonca aj veterná energia na mori dokázala posielať energiu späť na pevninu za 81 USD/MWh.
V čase, keď bude nasadených 100 jednotiek, sa NoviOcean zameriava na LCoE bližšie k 110 USD a spoločnosť tvrdí, že niekde ďaleko za touto hranicou vidí cestu k 77 USD. LCoE tu nemusí vypovedať o všetkom, keďže platforma by vďaka viacerým spôsobom výroby energie mohla byť schopná predávať energiu v drahých špičkách, keď ten či onen obnoviteľný zdroj netiahne za kratší koniec siete.
Napriek tomu bude mať spočiatku problém konkurovať bez veľkej štátnej podpory a spoločnosť sa v súčasnosti obracia na súkromných investorov a dúfa, že sa jej podarí získať finančné prostriedky vo výške 9 miliónov eur, ktoré potrebuje na vybudovanie prvej plnohodnotnej platformy. Financie tu nie sú jediným „ale“. Konštrukcia sa spolieha na hydraulický piest, ktorý pracuje desiatky rokov v slanej vode, ktorá má nepríjemný zvyk požierať kov.
Odpoveďou na tieto „ale“ je však toto „ale“. Svet potrebuje v najbližších desaťročiach výrazne zvýšiť výrobu energie z obnoviteľných zdrojov. Nielen preto, aby nahradil našu súčasnú epickú úroveň spotreby energie, ale aj preto, aby obslúžil blížiacu sa elektrifikáciu pozemnej, námornej a leteckej dopravy, ako aj apetít krypto ťažby vo veľkosti krajiny a vzostup umelej inteligencie, ktorá má podľa všetkého prakticky bezodný apetít po elektrine.
Odklonom od fosílnych palív, ktoré sa dajú ľahko zvyšovať a znižovať podľa krivky dopytu v sieti, budú musieť plne čisté energetické siete diverzifikovať zdroje výroby, aby neboli prichytené so spustenými nohavicami, keď nesvieti slnko a nefúka vietor. Zdroje ako energia z vĺn by v tejto súvislosti mohli mať mimoriadnu hodnotu. Dúfame, že tento projekt bude napredovať podstatne rýchlejšie ako iné projekty v oblasti energie z vĺn, ktoré sa zdajú byť povestné svojimi dlhými a preťahujúcimi sa lehotami.