Hoe drijvende windparken de toekomst van groene stroom te maken

Hoe drijvende windparken de toekomst van groene stroom te maken
 Vismar UK / Shutterstock

Sinds 2010 heeft windenergie wereldwijd een aanhoudende groei gekend, waarbij de hoeveelheid energie die wordt opgewekt door offshore wind met toeneemt bijna 30% per jaar. Landen over de hele wereld moeten de levering van hernieuwbare energie snel opvoeren om aan de groeiende vraag te voldoen en de uitstoot snel te verminderen. Ondanks deze urgentie levert offshore wind momenteel minder dan 1% van de wereldwijde elektriciteitsvoorziening.

Veel van de belangrijkste locaties in ondiep water voor de bouw van windparken worden ontwikkeld. Maar het potentieel van offshore wind blijft nog grotendeels onbenut, volgens de onderstaande grafiek van de wereldwijd geïnstalleerde capaciteit.

Onshore vs. offshore windcapaciteit

Onshore vs. offshore windcapaciteit (hoe maak je van drijvende windparken de toekomst van groene stroom)Legenda: wind op zee = lichtgrijs en wind op land = donkergrijs. IRENA, auteur voorzien

De reden voor dit onbenutte potentieel is dat 80% van de wind waait ononderbroken verder uit de kust - in water dat dieper is dan 60 meter, waar turbines die in de zeebodem zijn ingebed, lastig te bouwen zijn.

De oplossing zou kunnen zijn drijvende offshore windparken. Dus wat houdt ze tegen?

Drijvende wind op zee

Alle bar een handvol bestaande offshore windturbines zijn bevestigd aan de zeebodem door een vaste fundering - meestal een grote stalen buispaal die overgaat in de turbinemast boven de zeebodem. Deze zogenaamde turbines met vaste bodem zijn beperkt tot waterdieptes van 50 of 60 meter.

Maar recente projecten, waaronder Hywind voor de kust van Schotland en Windfloat buiten Portugal, laat zien dat het mogelijk is om drijvende windturbines te bouwen. Een enkele turbine van zes megawatt - zoals die in de Hywind-boerderij - kan genoeg elektriciteit opwekken om 4,000 Britse huizen van stroom te voorzien.

Maar om gelijkwaardige huishoudelijke elektriciteit te leveren aan een wereldbevolking van 9 miljard door 2050 zou ongeveer een half miljoen offshore windturbines nodig hebben - een 100-voudige toename ten opzichte van het huidige aantal - plus de extra capaciteit om elektriciteit te leveren voor toekomstige energievraag.

Helaas zijn drijvende windparken technisch haalbaar, maar economisch niet haalbaar. Iets offshore doen is duur. Om een ​​windpark met een vaste bodem van één gigawatt te bouwen, bedragen de kosten voor het invullen van het noodzakelijke locatieonderzoek ongeveer £ 15 miljoen. Het installeren en in bedrijf stellen van de boerderij zou ongeveer £ 650 miljoen bedragen, terwijl de lopende kosten voor exploitatie en onderhoud ongeveer £ 75 miljoen per jaar zouden bedragen. Aan het einde van zijn levensduur, die ongeveer 25 jaar kan duren, is er nog eens £ 300 miljoen nodig voor ontmanteling.

Maar drijvende windparken, die nog in de kinderschoenen staan ​​van hun ontwerp en technologie, zijn nog duurder. Terwijl de prijs voor het leveren van windenergie op zee in 2019 tussen £ 36 en £ 45 per MWh elektriciteit lag, zijn de huidige veilingen voor drijvende wind geprijsd meer dan tweemaal dat bedrag.

Offshore-constructies zijn ook erg groot. De Hywind-turbines van zes megawatt hebben een diameter van 154 meter - elk blad heeft dezelfde lengte als een A380-spanwijdte van een vliegtuig. De Siemens Gamesa 10 megawatt turbine heeft een rotordiameter van 193 meter, terwijl het Amerikaanse National Renewable Energy Laboratory 15 megawatt referentieturbine een diameter heeft van 240 meter. Het bouwen, installeren, bedienen, bewaken, onderhouden en buiten gebruik stellen van infrastructuur van deze omvang, in de oceaan, is geen triviale taak.

Twee van de vijf turbines die worden gebruikt in 's werelds eerste drijvende windmolenpark, Hywind Scotland.Twee van de vijf turbines die worden gebruikt in 's werelds eerste drijvende windmolenpark, Hywind Scotland. Terje Aase / Shutterstock

Terwijl energiebedrijven vaak ver op zee bouwen, produceert een enkele drijvende windturbine veel minder energie dan een enkele offshore olie- of gasinstallatie. Afhankelijk van de grootte van beide constructies zou het gedurende zijn levensduur in het bereik van 1,000 keer minder kunnen zijn. Er is dus veel meer infrastructuur nodig voor dezelfde energieopbrengst uit hernieuwbare energiebronnen. Een offshore windturbine op zee zetten en daar houden, moet een stuk goedkoper worden om de kosten van energieproductie uit offshore olie of gas te evenaren.

Er kan veel worden geleerd van traditionele offshore-engineering om te helpen bij de overgang naar hernieuwbare energie. Maar de noodzakelijke kostenbesparingen kunnen niet worden bereikt door meer van hetzelfde te doen of door de efficiëntie van bestaande methoden en technologieën te verscherpen.

Technische oplossingen

Daarom zijn er waarschijnlijk nieuwe technologieën nodig om drijvende windparken rendabel te maken. Het gebruik van robots en andere autonome technologie om offshore-engineeringactiviteiten te beheersen - van het onderzoeken van de zeebodem tot het bedienen, inspecteren en onderhouden van een drijvende windturbine - zou het risico voor werknemers kunnen verminderen en een efficiëntere controle over deze complexe systemen kunnen geven.

Routine-inspecties van windparken op zee door mensen zouden onpraktisch zijn voor de enorme ontwikkelingen die vandaag worden gebouwd, en zeker voor die welke in de toekomst zijn gepland. Slimme sensoren die in alle delen van een drijvend windpark zijn ingebouwd, kunnen continu beoordelen hoe het met de constructie gaat.

machine learning - die gegevens gebruikt om computers te leren zelf beslissingen te nemen - kan worden gebruikt om ons te vertellen wat het meest efficiënte anker is tijdens het ontwerp, of als een meerlijn tijdens het gebruik het risico loopt te falen.

Machine learning kan al weersgegevens gebruiken om de posities van turbinebladen te regelen, om zoveel mogelijk energie te genereren of om schade bij harde wind of stormen te voorkomen. Nieuwe methoden Door natuurkunde te combineren met machine learning kunnen betrouwbare voorspellingen worden gedaan met minder gegevens, wat handig is op zee waar gegevens moeilijk te verzamelen zijn.

Als de Britse regering begint een onderzoek in het soort technologische innovaties dat de klimaatverandering zou kunnen aanpakken, is offshore wind de eerste aanloophaven. Met investeringen in de technologie van de toekomst kunnen drijvende windmolenparken de capaciteit van het land en de wereld op het gebied van hernieuwbare energie helpen versterken.The Conversation

Susan Gourvenec, Royal Academy of Engineering Chair in Emerging Technologies - Intelligent & Resilient Ocean Engineering, Universiteit van Southampton

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.

Verwante Boeken

Drawdown: het meest uitgebreide plan ooit voorgesteld om opwarming van de aarde tegen te gaan

door Paul Hawken en Tom Steyer
9780143130444In het licht van de wijdverspreide angst en apathie, is een internationale coalitie van onderzoekers, professionals en wetenschappers bij elkaar gekomen om een ​​reeks realistische en gewaagde oplossingen voor klimaatverandering aan te bieden. Honderd technieken en werkwijzen worden hier beschreven - sommige zijn bekend; sommigen heb je misschien nog nooit van gehoord. Ze variëren van schone energie tot het opleiden van meisjes in lagere inkomenslanden tot landgebruikspraktijken die koolstof uit de lucht halen. De oplossingen bestaan, zijn economisch levensvatbaar, en gemeenschappen over de hele wereld voeren ze momenteel uit met vaardigheid en vastberadenheid. Beschikbaar op Amazon

Ontwerp van klimaatoplossingen: een beleidsgids voor koolstofarme energie

door Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Nu de gevolgen van klimaatverandering al voor ons zijn, is de noodzaak om de wereldwijde uitstoot van broeikasgassen terug te dringen niets minder dan urgent. Het is een enorme uitdaging, maar de technologieën en strategieën om eraan te voldoen, bestaan ​​tegenwoordig. Een klein aantal goed ontworpen en geïmplementeerde energiebeleidslijnen kan ons op weg helpen naar een koolstofarme toekomst. Energiesystemen zijn groot en complex, dus het energiebeleid moet gericht en kosteneffectief zijn. One-size-fits-all benaderingen zullen de klus gewoon niet klaren. Beleidsmakers hebben een duidelijke, alomvattende bron nodig die het energiebeleid schetst dat de grootste impact zal hebben op onze klimaattoekomst, en beschrijft hoe dit beleid goed vormgegeven kan worden. Beschikbaar op Amazon

Dit verandert alles: Kapitalisme versus The Climate

door Naomi Klein
1451697392In Dit verandert alles Naomi Klein betoogt dat klimaatverandering niet alleen een kwestie is die netjes moet worden ingediend tussen belastingen en gezondheidszorg. Het is een alarm dat ons oproept om een ​​economisch systeem te repareren dat ons op veel manieren al tekortschiet. Klein bouwt nauwgezet op hoe massaal onze uitstoot van broeikasgassen wordt teruggedrongen, is onze beste kans om tegelijkertijd gapende ongelijkheden te verminderen, onze gebroken democratieën opnieuw te verbeelden en onze uitgeholde lokale economieën weer op te bouwen. Ze legt de ideologische wanhoop bloot van ontkenners van klimaatverandering, de messiaanse waanideeën van de zogenaamde geo-ingenieurs en het tragische defaitisme van te veel mainstream groene initiatieven. En ze laat precies zien waarom de markt de klimaatcrisis niet-kan en niet-kan oplossen, maar in plaats daarvan de zaken erger zal maken, met steeds extremere en ecologisch schadelijke extractiemethoden, vergezeld door een ongebreideld rampzalig kapitalisme. Beschikbaar op Amazon

Van de uitgever:
Aankopen op Amazon gaan om de kosten van het brengen van je te bekostigen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en ClimateImpactNews.com zonder kosten en zonder adverteerders die je surfgedrag volgen. Zelfs als u op een link klikt maar deze geselecteerde producten niet koopt, betaalt alles wat u bij hetzelfde bezoek op Amazon koopt, een kleine commissie. Er zijn geen extra kosten voor u, dus draag alstublieft bij aan de moeite. Je kan ook gebruik dan deze link te gebruiken op elk gewenst moment voor Amazon, zodat u ons kunt helpen onze inspanningen te ondersteunen.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

volg InnerSelf op

facebook-icontwitter-iconrss-icoon

 Ontvang de nieuwste via e-mail

{Emailcloak = off}

NIEUWSTE VIDEO'S

Vijf klimaatongevallen: een spoedcursus in verkeerde klimaatinformatie
The Five Climate Disbeliefs: een spoedcursus in verkeerde klimaatinformatie
by John Cook
Deze video is een spoedcursus over verkeerde informatie over het klimaat, waarin de belangrijkste argumenten worden samengevat die worden gebruikt om de realiteit in twijfel te trekken ...
Het noordpoolgebied is al 3 miljoen jaar niet zo warm geweest en dat betekent grote veranderingen voor de planeet
Het noordpoolgebied is al 3 miljoen jaar niet zo warm geweest en dat betekent grote veranderingen voor de planeet
by Julie Brigham-Grette en Steve Petsch
Elk jaar krimpt de zee-ijsbedekking in de Noordelijke IJszee tot half september tot een dieptepunt. Dit jaar meet het slechts 1.44 ...
Wat is een orkaanstorm en waarom is het zo gevaarlijk?
Wat is een orkaanstorm en waarom is het zo gevaarlijk?
by Anthony C. Didlake Jr
Toen orkaan Sally op dinsdag 15 september 2020 naar de noordelijke Golfkust vertrok, waarschuwden voorspellers voor een ...
Opwarming van de oceaan bedreigt koraalriffen en zou het al snel moeilijker kunnen maken om ze te herstellen
Opwarming van de oceaan bedreigt koraalriffen en zou het al snel moeilijker kunnen maken om ze te herstellen
by Shawna Foo
Iedereen die op dit moment een tuin verzorgt, weet wat extreme hitte met planten kan doen. Warmte is ook een zorg voor een ...
Zonnevlekken hebben invloed op ons weer, maar niet zozeer als andere dingen
Zonnevlekken hebben invloed op ons weer, maar niet zozeer als andere dingen
by Robert McLachlan
Gaan we een periode tegemoet met een lagere zonneactiviteit, dwz zonnevlekken? Hoe lang blijft dat zo? Wat gebeurt er met onze wereld ...
Vuile trucs waarmee klimaatwetenschappers te maken hebben gehad in drie decennia sinds het eerste IPCC-rapport
Vuile trucs waarmee klimaatwetenschappers te maken hebben gehad in drie decennia sinds het eerste IPCC-rapport
by Marc Hudson
Dertig jaar geleden, in een kleine Zweedse stad genaamd Sundsvall, het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) ...
Methaanemissies hebben recordniveaus bereikt
Methaanemissies hebben recordniveaus bereikt
by Josie Garthwaite
Onderzoek toont aan dat de wereldwijde uitstoot van methaan het hoogste niveau ooit heeft bereikt.
kelp bos 7 12
Hoe de bossen van de oceanen van de wereld bijdragen aan het verlichten van de klimaatcrisis
by Emma Bryce
Onderzoekers zoeken naar hulp bij het opslaan van kooldioxide tot ver onder het zeeoppervlak.

LAATSTE ARTIKELEN

God bedoelde het als een wegwerpplaneet: ontmoet de Amerikaanse predikant die de ontkenning van klimaatverandering predikt
God bedoelde het als een wegwerpplaneet: ontmoet de Amerikaanse predikant die de ontkenning van klimaatverandering predikt
by Paul Braterman
Af en toe kom je een stuk geschrift tegen dat zo buitengewoon is dat je het niet anders kunt dan delen. Een van die stukken is ...
Droogte en hitte bedreigen samen het Amerikaanse Westen
Droogte en hitte bedreigen samen het Amerikaanse Westen
by Tim Radford
Klimaatverandering is echt een brandend probleem. Gelijktijdige droogte en hitte worden steeds waarschijnlijker voor meer van de ...
China heeft de wereld zojuist verbluft met zijn intensivering van klimaatactie
China heeft de wereld zojuist verbluft met zijn intensivering van klimaatactie
by Hao Tan
De Chinese president Xi Jinping verraste onlangs de wereldwijde gemeenschap door zijn land te verplichten tot netto nulemissies door ...
Hoe veranderen klimaatverandering, migratie en een dodelijke ziekte bij schapen ons begrip van pandemieën?
Hoe veranderen klimaatverandering, migratie en een dodelijke ziekte bij schapen ons begrip van pandemieën?
by Super User
Een nieuw raamwerk voor de evolutie van ziekteverwekkers legt een wereld bloot die veel kwetsbaarder is voor het uitbreken van ziekten dan we voorheen ...
Klimaathitte smelt arctische sneeuw en droogt bossen
Wat ligt er voor de jeugdklimaatbeweging
by David Tindall
Studenten over de hele wereld keerden eind september de straat op voor een wereldwijde dag van klimaatactie voor de eerste ...
Historische branden in het Amazone-regenwoud bedreigen het klimaat en verhogen het risico op nieuwe ziekten
Historische branden in het Amazone-regenwoud bedreigen het klimaat en verhogen het risico op nieuwe ziekten
by Kerry William Bowman
De branden in het Amazonegebied in 2019 waren ongekend in hun vernietiging. Duizenden branden hadden meer dan ...
Klimaathitte smelt arctische sneeuw en droogt bossen
Klimaathitte smelt arctische sneeuw en droogt bossen
by Tim Radford
Vuren lazen nu onder arctische sneeuw, waar ooit zelfs de natste regenwouden in brand stonden. Klimaatverandering levert onwaarschijnlijk ...
Hittegolven op zee worden steeds gebruikelijker en intenser
Hittegolven op zee worden steeds gebruikelijker en intenser
by Jen Monnier, Enisa
Verbeterde "weersvoorspellingen" voor oceanen bieden hoop om de verwoesting van visserijen en ecosystemen over de hele wereld te verminderen