Połączenia zapowiedź To, że pionierska farma fal w Perth zaczęła wytwarzać prąd, jest ekscytującym i mile widzianym wydarzeniem. Projekt, opracowany przez Carnegie Wave Energy z siedzibą w Fremantle, obejmuje dwie boje o średnicy 11 m pod powierzchnią morza (trzecia z nich nastąpi).

Boje wytwarzają teraz prąd i dostarczają go do pobliskiej bazy morskiej HMAS Stirling. Czy teraz, gdy działa ta pełnowymiarowa instalacja, zbliża się eksplozja mocy fal?

Australia jest niewątpliwie obdarzona obfitą energią fal. Ale oprócz wielkości zasobu ważne jest, aby wziąć pod uwagę energię fal "Dodaj" w kontekście całkowitego zapotrzebowania Australii na energię. Tutaj Australia radzi sobie wyjątkowo dobrze - trudno jest wyznaczyć inny kraj, który ma tyle energii fal w stosunku do liczby ludności. W porównaniu z innymi źródłami energii odnawialnej energia fal jest atrakcyjna, ponieważ jest stosunkowo gęstym źródłem energii i jest łatwa do przewidzenia.

Istnieją jednak również poważne wyzwania. Trochę Szacunki umieść energię fal 15 na 20 lat za energią wiatrową na krzywej rozwoju - i jak dotąd nie było zbieżności, na której typ urządzenia wykorzystującego energię fal jest najlepszy.

Wskazuje na to fakt, że a Ostatnie badania zidentyfikował różne urządzenia 147 opracowywane na całym świecie (w tym kilka w Australii) - chociaż tylko kilka osiągnęło podobny etap rozwoju jak Carnegie.

Wydaje się, że to rozprzestrzenianie się urządzeń nie zostało jeszcze zmniejszone - rząd Stanów Zjednoczonych prowadzi konkurs nagród w tym roku, aby zachęcić do opracowania nowych prototypów. Przeciwstawia się temu trudność osiągnięcia etapu testów i komercjalizacji na pełną skalę. Zostało to dramatycznie wskazane w zmaganiach wiodących graczy w brytyjskim przemyśle energii fal, takich jak Pelamis (bankrut) i Akwamarynowa moc (zmniejszony) w ciągu ostatniego roku.

Trudne morza

Jakie wyzwania stoją przed tymi technologiami? Podobnie jak w przypadku innych źródeł odnawialnych istotna jest obecność lub brak ceny emisji dwutlenku węgla lub inne środki mające na celu wyrównanie szans dla kosztów energii. Istnieją jednak pewne problemy, które są unikalne dla energii fal.

Po pierwsze, energia fal, choć przewidywalna, jest trudna do przekształcenia w elektryczność. Częstotliwość, przy której oscylują fale, ma krytyczne znaczenie, a urządzenie musi być w stanie dostroić się, aby działało skutecznie na różnych częstotliwościach. Jednak w dowolnym momencie występują fale o zakresie częstotliwości, a rozkład ten zmienia się w ciągu godzin lub dni.

Po drugie, ekstremalne obciążenia w oceanie (z powodu dużych fal) są znacznie większe niż obciążenia w normalnych warunkach pracy. Energia w wzburzonym morzu może być z łatwością 100 razy większy niż w przeciętnych warunkach. Dlatego koszty mogą wynikać z zapotrzebowania na urządzenie, które wytrzyma ekstremalne warunki, ale przychody są podyktowane jedynie średnimi warunkami.

Po trzecie, zamiana pochłoniętej energii na energię elektryczną powoduje, że oscylacje fal o stosunkowo niskiej częstotliwości są przekształcane w oscylacje o znacznie wyższej częstotliwości w celu wytworzenia energii elektrycznej. Każdy etap łańcucha konwersji mocy (jeśli jest ich wiele) musi być tak wydajny, jak to możliwe. Jest to dodatkowo komplikowane przez fakt, że wielkość oscylacji fali zmienia się z fali na falę i przez godziny i dni.

Wreszcie, konserwacja urządzeń na lądzie jest trudniejsza i bardziej kosztowna niż w przypadku urządzeń na lądzie i dlatego jest ogólnie zminimalizowana w możliwym zakresie.

Jakie postępy poczyniono w kierunku przezwyciężenia tych wyzwań? Wiele - najwcześniejsze zainteresowanie energią falową miało miejsce w Wielkiej Brytanii, Norwegii i Japonii, a od czasu kryzysu naftowego 1970 osiągnięto wielki postęp w podstawowym zrozumieniu zachowania urządzeń energii falowej. The pierwsze prototypowe urządzenia pojawił się w tych krajach w 1970 i 1980.

Interakcja sąsiednich urządzeń w tablicach jest również złożona. W energii falowej interakcje te zachodzą zarówno „do tyłu”, jak i „do przodu”, w przeciwieństwie do farmy wiatrowej, w której każda turbina ma (negatywny) wpływ tylko na turbiny z wiatrem. Pełnoskalowe wdrożenie macierzy Carnegie zapewni dobrą okazję, aby dowiedzieć się więcej. Zachęcające jest to, że istnieją relacje między firmą a instytucjami akademickimi, w tym Swinburne i Australian Maritime CollegeThe University of Adelaide oraz University of Western Australia. Inne firmy zajmujące się energią falową w Australii są również zaangażowane w taką wymianę pomysłów.

Jest za wcześnie, aby powiedzieć, jak wyglądałaby przyszła australijska sieć obejmująca energię fal. Jeśli odnawialne źródła energii staną się dużą częścią krajowego źródła zasilania, niewątpliwie najlepiej będzie mieć mieszankę, a energia fal z pewnością może być tego częścią. Tymczasem postęp zależy od większej liczby projektów, takich jak Carnegie zejść z ziemi, a dokładniej wypłynąć w morze.

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje
Czytaj oryginalny artykuł.

O autorze

Hugh Wolgamot jest pracownikiem naukowym w Centre for Offshore Foundation Systems na University of Western Australia. Objął to stanowisko po ukończeniu doktoratu na temat hydrodynamiki urządzeń energii falowej w macierzach na University of Oxford w 2014. Przed pracą doktorską Hugh ukończył studia licencjackie (licencjackie) / licencjackie na Uniwersytecie w Sydney, z semestrem spędzonym na wymianie na University of Illinois, i pracował jako inżynier wybrzeża.