Die Zukunft von 'Grün' könnte das tiefblaue Meer sein

Das Meer und die Wellen sind sehr mächtige Naturgewalten. Wenn es nur einen Weg gäbe, könnten wir seine ungenutzte Energie für unsere eigenen Bedürfnisse nutzen.

Nun, es stellt sich heraus, dass wir es dank der erstaunlichen Technik hinter Gezeitenturbinen tatsächlich können. Fasziniert? Lassen Sie uns eintauchen.

Wie funktionieren Gezeitenturbinen?

Gezeitenturbinen sind elektrische Unterwassergeneratoren oder teilweise Unterwassergeneratoren, die ähnlich wie Windkraftanlagen funktionieren, außer unter Wasser. Obwohl sie im Prinzip gleich sind, bedeuten die höhere Wasserdichte und die unterschiedlichen Druck- und Temperaturbedingungen in der Tiefe einer Wassersäule, dass Gezeitenturbinen dazu neigenzu kleiner und robuster im Design.

Auch wenn dies sehr innovativ klingt, ist die Verwendung von Gezeitenkraft für die Arbeit eigentlich nichts Neues. Gezeitenmühlen zum Beispiel waren sie seit dem Mittelalter in vielen Teilen der Welt sehr verbreitet.

Einer der Hauptvorteile von Gezeitenturbinen ist die Tatsache, dass ihre Energiequelle, die Flut, eine konsistente und zuverlässige Quelle für kinetische Energie ist. Dies macht die Technologie zu einem sehr attraktiven Angebot, da keine Backups von herkömmlicherer Energie erforderlich sindGeneration, wenn der Wind nicht weht oder die Sonne nicht scheint.

Gezeitenturbinen werden im Allgemeinen an Orten mit hohen Gezeitenströmungsgeschwindigkeiten oder starken kontinuierlichen Meeresströmungen auf dem Meeresboden installiert, wo sie dem fließenden Wasser Energie entziehen.

VERBINDUNG: MICROSOFT-TEST EIN ERNEUERBARES ENERGIEBETRIEBENES DATENZENTRUM UNTEN IM OZEAN

Wasserströmungen und Gezeiten werden durch eine Kombination von Faktoren bestimmt, einschließlich Temperaturgradienten und Salzgehaltsschwankungen im Wasser, globalen Windsystemen und Gravitationskräfte vom Erdmond und in geringerem Maße von der Sonne

Eine Variation des Gravitationsfeldes des Mondes über das Erdvolumen führt zu einer "Gezeitenwölbung" - Verschiebung kleiner Wassermengen in den Ozeanen über ein sehr großes Gebiet. T Die Ausbuchtungen des Ozeans werden von den Küstenlinien reflektiert, erzeugen Strömungen, Resonanzbewegungen und stehende Wellen und treiben Gezeiten an der Küste an. Die Küstentopographie kann auch die Schwankungen der Höhenschwankungen des Küstenwassers verstärken.

Aber es ist etwas komplizierter als das, wie Sie sich vorstellen können. Es ist nicht nur die Wassersäule, die sich als Reaktion auf Gravitationskräfte verzerrt, sondern auch die Erde ganz leichtErde ist eigentlich mehr Ellipsoid als kugelförmig - wenn auch nur geringfügig. Tatsächlich ist die Erde am Äquator um "herum etwas" podgier " 21.300+ Meter 70.000 Fuß als im Vergleich zu den Polen im Durchschnitt.

Nicht nur das, sondern auch die "inneren" Gravitationskräfte der Erde sind auf ihrer Oberfläche nicht gleich und ändern sich ständig wenn auch sehr langsam.

Es ist eine Kombination dieser Faktoren, die hauptsächlich die zwei Fluten und zwei Ebben verursacht, mit denen jeder, der an einer Küste lebt, mehr als vertraut ist. All dieses Wasser, das sich zweimal täglich auf und ab bewegt, hat eine immense Mengevon Energie, die das Potenzial zur menschlichen Ausbeutung hat.

Und hier verdienen Technologien wie Gezeitenturbinen "ihre Kruste". Durch die effektive Nutzung einer endlosen Menge an freier Energie werden Gezeitenturbinen als wichtiger Bestandteil des Energiemix vieler Nationen auf der ganzen Welt angesehen - insbesondere diesermit großen Gezeitenbereichen wie in Großbritannien.

Um diese Energiequelle zu nutzen, funktionieren Gezeitengeneratoren ähnlich wie Windkraftanlagen, nur dass Bewegungen in der Wassersäule die Blätter und anschließend einen Dynamo drehen, um Elektrizität zu erzeugen.

Gezeitenturbinenrotoren sind in der Regel kleiner als Windturbinen wenn auch nicht immer, da Wasser viel dichter als Luft ist. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, dass die Turbinen näher beieinander platziert werden können, während immer noch die gleiche Menge Strom erzeugt wird wie oben.Marine "Cousins.

Dieser erzeugte Strom wird dann über Unterseekabel, die von den Turbinen zum Land führen, in das Stromnetz übertragen.

Was ist das größte Gezeitenturbinensystem der Welt?

Derzeit befindet sich eines der größten Gezeitenturbinenprojekte vor der Küste von Invergordon in Schottland. Dieser Generator ist ein echtes Monster mit 18 Meter Klingen mit einem Gewicht von über 140 Tonnen 286.000 Pfund und steht ein Augenwasser 22,5 Meter groß

Diese enorme Gezeitenturbine kann unter idealen Bedingungen genug Strom erzeugen, um Strom zu erzeugen. 1.000 Häuser. Das ist, gelinde gesagt, beeindruckend.

Während das alles großartig klingt, Gezeitenturbinen mit einigen Einschränkungen verbunden. Beispielsweise müssen sie nahe an dem Punkt aufgestellt werden, an dem der von ihnen erzeugte Strom verbraucht wird. Aus diesem Grund können unter anderem die Standorte der Gezeitenturbinen "Farm" begrenzt sein, sind jedoch ideal, wennDie Bedingungen sind richtig - wie in Schottland und anderen Orten im Vereinigten Königreich.

In den USA befinden sich die meisten Gezeitenturbinenprojekte an der Küste von Alaska wo Bevölkerungszentren noch relativ klein sind.

Im Gegensatz zur Windkraft ist die Gezeitenkraft jedoch sehr vorhersehbar. Aus diesem Grund ist es einfach zu entscheiden, wo Gezeitenturbinen aufgestellt werden sollen und wie viel Energie sie erzeugen.

Die Schaufeln von Gezeitenturbinen müssen für den Betrieb auch vollständig eingetaucht sein, was bedeutet, dass sie "außer Sicht und Verstand" sind und die Sicht nicht wie große Windparks beeinträchtigen können. Gewinnen, gewinnen.

Wie viel kosten Gezeitenturbinen?

Wie Sie sich vorstellen können, variieren die Kosten für große Infrastrukturprojekte wie Gezeitenturbinen stark, abhängig von den Bedingungen am vorgesehenen Standort. Im Allgemeinen sind Gezeitenturbinen von Natur aus teurer als ihre Überwasseralternativen.

Einige Schätzungen für Gezeitenenergie in Orten wie Kanada schätzen die Kosten um 0,66 kanadische Dollar pro kWh zu installieren. Dies ist vergleichbar mit rund 0,2 bis 0,3 USD pro kWh für Offshore-Überwasserturbinen.

Im Rest der Welt liegen die Kosten ebenfalls in etwa auf diesem Niveau.

• Sihwa Gezeitenkraftwerk in Südkorea - Die bislang größte und teuerste Gezeitenanlage mit einer installierten Kapazität von 245 MW und kosten um 560 Millionen US-Dollar Bau zwischen 2003 und 2011. Technisch gesehen handelt es sich eher um ein Gezeitensperrsystem als um eigenständige Gezeitenturbinen. Es besteht aus einer Reihe von untergetauchten Glühlampenturbinen zur Stromerzeugung.
• La Rance Gezeitenkraftwerk in Frankreich - Dies ist eines der ältesten der Welt und wurde 1966 erbaut. Es hat eine Kapazität von 240 MW und Kosten um 918 Millionen US-Dollar im Jahr 2019 inflationsbereinigte Dollar. Dies ist auch eine andere Gezeitensperranlage.

Was ist das Atlantis-Projekt?

SIMEC Atlantic Energy "Atlantis" arbeitet an einer Reihe von Projekten mit speziell entwickelten Gezeitenturbinen, die in Zusammenarbeit mit Asturfeito SAU und GE entwickelt wurden. Atlantis ist nach eigenen Worten "ein globales Unternehmen für nachhaltige Energie, das sich zum Ziel gesetzt hat, der führende unabhängige nachhaltige Stromerzeuger in der EU zu werdenVEREINIGTES KÖNIGREICH."

Bisher haben sie erfolgreich nachhaltige Energieprojekte mit einer Gesamtkapazität von entwickelt. 1.000 MW auf der ganzen Welt. Zu diesen Projekten gehörte das weltweit größte Flaggschiff-Free-Stream-Gezeitenkraftprojekt. MeyGen . Das Unternehmen bietet auch Lieferungen und Wartungsdienste für seine Turbinen an.

Ihre Gezeitenturbinen sind in der Regel über eine Schwerkraftbasis oder gebohrte Pylone am Meeresboden befestigt und werden über ein gepanzertes Energieexportkabel an das Stromnetz angeschlossen. Dieses Kabel wird normalerweise mit einem Standard-SCADA-System gesteuert.

Die Turbinen von Atlantis sind ziemlich hoch entwickelt und haben eine aktive Neigung und ein aktives Gieren. Sie können relativ einfach installiert werden, sobald die Fundamente auf dem Meeresboden fertig sind. Laut Atlantis kann dies normalerweise innerhalb von erreicht werden. 45 Minuten zum Installieren der Gondeleinheit.

Einheiten können auch in ebenso kurzer Zeit abgerufen werden. Bei der Installation und Außerbetriebnahme sind auch keine Taucher erforderlich, wodurch sie sicherer und billiger werden.

Jede ihrer Turbinen hat eine typische Lebensdauer von 25 Jahre mit 5-jähriger Wartung Zyklen.

Im Gegensatz zu Windkraftanlagen halten die Gezeitenturbinen von Atlantis ihre Stromkonditionierungsgeräte wie Wechselrichter, Umrichter, Frequenzregler usw. an Land in einem speziellen Umspannwerkgebäude. Dies ermöglicht einen schnellen und einfachen Zugang für Wartung und Fehlersuche.

Bis heute produziert Atlantis verschiedene Modelle von Gezeitenturbinen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: -

• Der AR2000 in Entwicklung
• Der AR1500
• Das SEAGEN U
• Der SEAGEN-S / F

Ihr AR1500 wurde in Zusammenarbeit mit Lockheed Martin entwickelt und hat eine geplante Kapazität von 1,5 MW . Es hat eine aktive Nick- und Gierfähigkeit und wiegt herum 150 Tonnen kein Wasser mehr. Der Rotor ist 18 Meter hoch und ist in jedem Fall eine sehr zuverlässige Turbine.

Das Atlantis SEAGEN U ist ein anderes 1,5 MW Turbine mit horizontaler Achse, die auch eine aktive Nickfunktion für den AR1500 bietet.

Die SEAGEN-S / F ist eine kleinere 1 MW-Turbine mit horizontaler Achse, die für schwimmende oder oberflächenstechende Fundamente ausgelegt ist. Sie wiegt 100 Tonnen und hat auch eine erwartete Lebensdauer von 25 Jahre

Wie ist der aktuelle Status von Atlantis-Projekten?

Atlantis hat, wie bereits erwähnt, bereits einige seiner kleineren Turbinen in verschiedenen Gezeitenturbinenfarmen eingesetzt - hauptsächlich in Schottland. Die Nachricht wurde bereits 2019 mit der Ankündigung der Entwicklung des AR2000 veröffentlicht.

Atlantis 'AR2000 wird in Zusammenarbeit mit GE entwickelt und soll laut Atlantis die weltweit größte und leistungsstärkste einachsige Turbine sein, die jemals entwickelt wurde sobald sie fertiggestellt ist. Diese Turbinen sollen im Rahmen des MeyGen-Projekts in Schottland im Ausland eingesetzt werdenzu ferne Zukunft.

Eine weitere aufregende Entwicklung für Atlantis ist das "Clearwater Project". Gefördert durch einen Zuschuss der Europäischen Kommission, der im Rahmen des RP7-Programms für gewährt wird. 7,7 Millionen Euro die CLEARWATER-Konsortium unter der Leitung von Atlantis Resources Ltd ist mit der Planung, dem Bau, der Installation und dem Betrieb einer Gezeitenenergiefarm im offenen Ozean im Pentland Firth beauftragt. Sie befindet sich vor der Nordküste Schottlands und wird Teil der weiteren sein 398 MW Mietvertrag für das MeyGen-Projekt.

Aber sie machten kürzlich die Schlagzeilen nach der Nachricht, dass sie sich einen gesichert hatten 1 Million Euro Zuschuss der EU-Exekutivagentur für kleine und mittlere Unternehmen EASME.

Der Zuschuss wurde für das aufstrebende System mit variabler Teilung für Gezeitenturbinengeneratoren VPSTTG vergeben, das verspricht, die Kosten für die Stromerzeugung von Gezeitenturbinen erheblich zu senken.

"Dieses Projekt und dieser Zuschuss sind der Schlüssel zur Entwicklung einer zuverlässigen, kostengünstigen Gezeitenturbine, die in einem Demonstrationsprojekt installiert werden kann und die LCoE Levelized Cost of Energy der Gezeitenenergie weiter reduziert", sagte EASME.

VPSTTGs sind technisch schwierig zu erreichen und für die sichere Steuerung der Rotordrehzahl und Stromerzeugung einer Gezeitenturbine während eines Gezeitenzyklus verantwortlich. Dies wird durch mechanisches Einstellen der Steigung der Rotorblätter mithilfe speziell entwickelter Aktuatoren erreicht.

Systeme wie dieses sind derzeit sehr teuer und machen einen erheblichen Teil der Kapitalkosten der Gezeitenturbine aus. Es ist die Hoffnung dieses neuen Unternehmens, die Kosten solcher Systeme drastisch zu senken.

Es ist auch zu hoffen, dass das neue Projekt die Möglichkeit untersucht, Turbinen an ein einzelnes Unterwasserkabel anzuschließen anstatt jeweils eines zu haben, wodurch die Kosten um bis zu 20% gesenkt werden sollten.

"In diesem Projekt wird ein neues VPS für eine aufgerüstete AR1500-Turbine entworfen, hergestellt und getestet. Damit kann Atlantis potenziellen Investoren nachweisen, dass die richtigen Schritte unternommen werden, um Mittel für den Bau von drei Turbinen am MeyGen zu erhaltenDemonstrationsprojekt der Phase 1B, " EASME hinzugefügt.

Atlantis sagte in einer Erklärung zu diesem Thema: "Dieses VPS-System wird in zukünftigen Turbinen eingesetzt, um die Entwicklung der Gezeitenindustrie insgesamt zu unterstützen, die europäische Lieferkette der Industrie weiterzuentwickeln und dem Planeten einen effizienteren und erschwinglicheren Zugang zu ermöglichen."erneuerbare Energie,"

"Dies ist eine aufregende Zeit für das Unternehmen", sagte Drew Blaxland, Direktor von Atlantis. "Während wir mit Asturfeito zusammenarbeiten, um die Kosten für Gezeitenenergie für alle erschwinglicher und zugänglicher zu machen. Wir möchten der Exekutivagentur dafür dankenihre fortgesetzte Unterstützung und das großartige Projektteam, das uns in diese Phase geführt hat ", fügte Blaxland hinzu.

Ricardo Rodriguez, General Manager Asturfeito, fügte hinzu: "Unser Team ist sehr stolz darauf, Atlantis bei dieser Herausforderung zu unterstützen, Gezeitenenergie in den nächsten Schritt der Industrialisierung zu bringen. Bei Asturfeito glauben wir an die Entwicklung nachhaltiger Energiequellen, und diese Zusammenarbeit passt perfekt zusammenmit unserer Strategie. "

Spannende Zeiten für Unternehmen wie Atlantis und den gesamten Sektor der erneuerbaren Energien. Es wird interessant sein, den Fortschritt des AR2000 und ihres neuen EU-finanzierten Projekts zu verfolgen.

As Sebastion aus "Die kleine Meerjungfrau" sagte berühmt: "l ife unter dem Meer ist besser als alles, was sie dort oben haben ". Nun, wir sind uns nicht sicher, aber wenn es um die Energieerzeugung geht, hat er vielleicht etwas unternommen.

Beobachten Sie diesen Raum!