مستقبل Subsea هو Blowin 'في الريح

(الصورة: GE Renewable Energy)

(الصورة: مبدأ الطاقة)

(الصورة: SkySpecs)

(الصورة: Equinor)

Previous Next

الرياح البحرية ساخنة ، مع إمكانية أن تكون منطقة نمو كبيرة للأسواق البحرية ، البحرية وأسواق الطاقة العالمية لسنوات قادمة. يقوم إريك هاون بغوص عميق في ثماني شركات تقود الطريق.

جنرال إلكتريك للطاقة المتجددة
في الوقت الذي تتطلع فيه مشاريع الرياح البحرية في جميع أنحاء العالم إلى دمج أحدث الابتكارات في تكنولوجيا توربينات الرياح لزيادة الكفاءة وتقليل التكاليف ، يقوم العديد من المصنعين بإنتاج توربينات أكبر في تصاميم الأساس المتقدمة لأعماق مائية أكبر. هذه التوربينات الأكبر ، التي تستطيع التقاط المزيد من الطاقة وأكثر كفاءة ، تسمح بتجهيزات أقل وتكاليف صيانة أقل.

في مارس 2018 ، أعلنت GE Renewable Energy أنها سوف تستثمر أكثر من 400 مليون دولار على مدى السنوات الثلاث إلى الخمس المقبلة لتطوير ونشر Haliade-X 12 MW ، لتتولى مهمة التوربينات الريحية البحرية الأكبر والأقوى في العالم. سيشمل التركيب سعة 12 ميغاواط ، دوار 220 متر ، شفرة يبلغ طولها 107 أمتار. وقالت شركة "جنرال إلكتريك": إن "هاليادي إكس" التي ترتفع 260 متراً فوق البحر ، ستنتج طاقة أكثر بنسبة 45 في المائة من أي توربينات ريح بحرية أخرى متوفرة حالياً ، وسوف تولد ما يصل إلى 67 جيغاواط في الساعة سنوياً.

توفر التوربينات التي تنتج الطاقة العالية كفاءات في مشروع بأكمله من خلال تقليل المخاطر وتكاليف التركيب (عدد أقل من التوربينات المثبتة) وتشغيل وصيانة وإصلاح المطورين ، مما يجعل مشاريع الرياح البحرية أكثر ربحية ويخفض في نهاية المطاف تكلفة الكهرباء للمستهلكين. تم تصميم Haliade-X لتوفير كفاءة أكبر في توليد الطاقة ، مع عامل قدرة إجمالية 63٪ من 5 إلى 7 نقاط فوق المؤشر الصناعي الحالي ، وفقًا لـ GE. لذلك ، ستنتج طاقة أكثر لكل ميجاوات مثبتة.

Ideol Offshore ، STX Europe Offshore Energy
في العديد من المواقع في جميع أنحاء العالم ، يجري تصميم مزارع الرياح التجارية للمياه التي لا تستطيع ببساطة دعم الهياكل الثابتة المستخدمة عادة. بالنسبة لهذه المشاريع ، هناك جيل جديد من توربينات الرياح العائمة قيد التطوير. أما المحطات الفرعية البحرية التي تجمع وتصدّر الطاقة التي تولدها التوربينات من خلال كابلات تحت الماء ، فستحتاج أيضاً إلى تصميمها خصيصاً للتعويم. شركة Ideol وشركة STX Europe Offshore Energy تقولان إنهما تطوران محطة فرعية عائمة جديدة تتوافق مع كل من مزارع الرياح التقليدية العائمة المثبتة في قاع البحر والجديدة. تقوم شركة Ideol بتطوير تقنيات الأساسات العائمة لمزارع الرياح البحرية ، وقد زودت STX محطات فرعية لقطاع طاقة الرياح البحرية. ويسعى الشركاء معًا إلى إنشاء وبناء وتثبيت محطة فرعية عائمة ومتحدة تعتمد على مفهوم تجمع الإخماد الضخم الحاصل على براءة اختراع لمشروع التوربينات العائمة Ideol. ويتضمن المفهوم بنية أساس عائمة على شكل حلقة مع فتحة مركزية تعزز الخصائص الهيدروديناميكية لتحقيق الاستقرار. الأساس والتوربين ، أو في هذه الحالة محطة فرعية. إن تحلل الماء الموجود داخل فتحة الفتحة يقاوم بشكل فعال حركة السبب العائم بواسطة تضخم الموجة. يقول Ideol و STX إن المحطة الفرعية العائمة يجري تصميمها لتعظيم كل من التوحيد القياسي من أجل خفض التكاليف والنمطية من أجل مرونة أكبر للمشروع. يهدف المطورون إلى الحصول على حل جاهز للسوق في الوقت المناسب للمناقصات التجارية العائمة القادمة من فرنسا.

قوة المبدأ
التقنيات التي يتم تطويرها لتمكين مزارع الرياح العائمة البحرية قد ولدت الكثير من الطنين ، ولسبب وجيه. إن الهياكل العائمة عالية التقنية تفتح المجال أمام طاقة الرياح النظيفة في المياه - وخاصة المياه العميقة - مثل قبالة الساحل الغربي للولايات المتحدة وفي أجزاء من آسيا حيث لا يمكن دعم المؤسسات الثابتة التقليدية.

ومن بين الشركات الرائدة في هذا المجال شركة برينسيبال باور التي تتخذ من ولاية كاليفورنيا مقرا لها وشركة ويندفولات التي تعمل على شكل مثلث توربينات الرياح العائمة. تتميز المنصة البحرية ذات الثلاث أعمدة شبه الغاطسة بلوحات تحبس المياه التي تعمل ، من خلال التأثيرات التخميدية ، على تقليل الحركة بسبب الأمواج. العمل على بناء القاعدة العائمة وتثبيت التوربين فوق أحد أعمدتها يكتمل تمامًا على اليابسة قبل سحب التجميع الكامل إلى موقعه النهائي بعيدًا عن الشاطئ ، مما يقلل بشكل كبير من تكاليف التركيب. و WindFloat هو أيضا "التوربين اللاأدري" ، بمعنى أي توربينات رياح بحرية تقليدية يمكن تركيبها فوق أحد أعمدتها.

من خلال العمل مع مجموعة من الشركاء ، نشرت برينسيبال باور نموذجًا واسعًا من 2MW WindFloat قبالة ساحل البرتغال في عام 2011 ، وفي الوقت الذي أخذ التكنولوجيا من خلال خطواتها لإثبات استعدادها للتسويق. خلال فترة تشغيل مدتها خمس سنوات ، تم إنتاج أكثر من 17 جيجاواط / ساعة من الكهرباء وتم تسليمها إلى الشبكة المحلية بواسطة كابل تحت سطح البحر قبل أن يتم إيقاف تشغيل النموذج الأولي في عام 2016.

الآن ، والاستفادة من البيانات التشغيلية والخبرة المكتسبة على مدار فترة التجربة ، لدى برينسيبال باور مشاريع متابعة متعددة قيد التطوير لمشاريع طاقة الرياح البحرية قبالة ساحل كاليفورنيا والبرتغال وفرنسا وأماكن أخرى. وتعمل الشركة حتى على تصميم أساس عائم قادر على استضافة الجيل التالي من التوربينات المصنفة 10 + MW التي تم تطويرها كجزء من مشروع يضم شركة التوربينات الألمانية Senvion.

SkySpecs ، أورستد
في أقل من 15 دقيقة ، تمكنت طائرة بدون طيار تعمل آليًا بالكامل من إجراء فحص الشفرة من أعلى إلى أسفل على أكبر توربين رياح بحرية في العالم.

تم إجراء الفحص المبتكر مؤخرًا على ريش التوربينات 80m من توربين MHI Vestas V164 بقوة 8 ميجاوات في Burbo Bank Extension ، على بعد 7 كم قبالة ساحل خليج ليفربول في البحر الأيرلندي ، من خلال شراكة بين شركة SkySpecs الأمريكية ومطور ومطور حقول الرياح البحرية في أورستد .

تمتلك شركة أورستد (DONG Energy) التي مقرها الدنمارك جذوراً في صناعة النفط والغاز تعود إلى أوائل السبعينيات. واليوم ، تركز الشركة بالكامل على الطاقة النظيفة المتجددة وهي أكبر شركة في العالم تعمل في مجال إنتاج طاقة الرياح البحرية ، مع مشاريع قيد التشغيل أو قيد التطوير في الدنمارك والمملكة المتحدة وألمانيا وهولندا والولايات المتحدة وتايوان. وغني عن القول ، أن الشركة لديها عدد كبير من توربينات الرياح في العملية ، وكلها سوف تتطلب التفتيش طوال فترة عمر المعدات.

قال ديفيد لي جونز ، قائد المشروع التقني الأول في أورستد ، إنه عند إجراء عمليات فحص توربينات الرياح ، غالباً ما يكون من الصعب تجميع جودة صورة ثابتة عبر التوربينات البحرية الكبرى. هذا هو المكان الذي تدخل فيه شركة Robotics ومزود حلول تكنولوجيا البرامج إلى حيز التنفيذ.

وقال أحد مؤسسي شركة سكاي سبيس ومساعد التكنولوجيا توم برادي إن المعلومات التي تم جمعها من خلال خدمة فحص الطائرات بدون طيار التي توفرها الشركة تساعد أصحابها على تشكيل استراتيجيات الصيانة التنبؤية الخاصة بهم من خلال "جبل من بيانات الشفرة" وأدوات تحليلية تساعد على فهم أفضل لصحة معداتهم.

وقالت الشركة إن الطائرات التي تعمل بالطائرات بدون طيار من شركة سكاي سبيس تجري عمليات التفتيش بشكل مستقل تماما دون سيطرة بشرية ، وبالتالي توفر قدرات تفتيش أكثر دقة وثبات وقوة. يتم تحميل البيانات المجمعة بواسطة الطائرة بدون طيار تلقائيًا إلى منتج برنامج SkySpecs ، Horizon ، الذي يصنف الصور حسب نوع الضرر وشدته. تعمل ميزة متقدمة في البرنامج تتضمن مهام سير تخطيط الإصلاح ، ولوحات بيانات التحليلات والإحصاءات ، على تمكين المستخدمين من تحديد الاتجاهات ، وتكاليف إصلاح المشروع وتحديد عائد الاستثمار.

اكينور ، مصدر
قامت شركتا Equinor (Statoil) و Masdar بتركيب نظام تخزين بطاريات يطلقان عليه Batwind ، الذي يخزن الطاقة المولدة من أول مزرعة رياح عائمة تجارية في العالم. يتم نقل الكهرباء التي تنتج 25 كيلو مترًا من الشاطئ في مزرعة الرياح في هيويند سكوتلاند عبر الكابلات إلى محطة فرعية في بيترهيد باسكتلندا ليتم تخزينها في بطاريات Batwind 1 MW lithium-ion والمتصلة بالشبكة.

من المتوقع أن تزداد أهمية تقنيات تخزين الطاقة مثل البطاريات وغيرها من أجل استقرار الشبكة في السنوات القادمة ، خاصة مع استمرار انخفاض تكاليف تركيب أنظمة تخزين البطاريات. أوضح سيباستيان برينجفيرد ، مدير تطوير Hywind و Batwind ، أنه يمكن إدارة تقلبات الطاقة المتجددة من قبل الشبكة إلى حد ما ، ولكن هناك حاجة إلى حلول ذكية جديدة لتخزين الطاقة لتوفير قوة ثابتة.

يقارن Equinor Batwind بـ "مستودع طاقة" يعمل على تخفيف التقطع وتحسين المخرجات. يقول إكويونر إن الغرض منه هو "تعليم" البطارية عند كبح وتخزين الكهرباء ، ومتى يتم إرسال الطاقة إلى الشبكة ، وبالتالي زيادة القيمة. من أجل جعل النظام ذكيًا قدر الإمكان ، تعمل Equinor و Masdar على تطوير خوارزميات تستند إلى مصادر بيانات متعددة ، بما في ذلك توقعات الطقس وأسعار السوق ومواعيد الصيانة وأنماط الاستهلاك وخدمات الشبكة. وقال Bringsvaerd الرقمية هي المحرك الرئيسي. وأوضح أن نظام إدارة الطاقة في Batwind يصبح أكثر ذكاءً باعتباره بياناته الأكثر تغذية ، مضيفًا أن القيمة في التخزين ليست بالضرورة في كمية الطاقة المخزنة ، ولكن كيف يتم تحسينها والتحكم فيها بشكل أفضل.

(كما نشرت في طبعة يوليو / أغسطس 2018 من مراسل تكنولوجيا البحرية )