산업

부유 식 플랫폼 : 해양 재생 에너지의 유망한 미래?

부유 식 플랫폼 : 해양 재생 에너지의 유망한 미래?

포르투갈 Agucadora의 프로토 타입 Windfloat 부유 식 풍력 터빈 [이미지 출처 : Wikimedia Commons]

Trevor English의 Interesting Engineering에보고 된 것처럼 일본의 Kyocera와 같은 태양 에너지 회사는 호수와 저수지에 배치 된 부유 식 플랫폼에 새로운 태양 에너지 발전소를 건설하고 있습니다. Kyocera는 이미 3 개를 가동하고 있으며 도쿄에서 동쪽으로 32km 떨어진 Yamakura Dam 뒤의 식수 저수지에 배치하기위한 새로운 메가 프로젝트를 준비하고 있습니다.

Trevor English가 설명했듯이, 부동 태양열은 전기를 생성하는 것 외에도 패널을 냉각시켜 패널을 더 효율적으로 만들고 물을 차광 및 냉각시켜 잠재적으로 해로운 조류 성장의 확산을 방지하거나 제한합니다. 이 프로젝트는 또한 물에서 증발 속도를 늦추는 데 도움이되며, 점점 더워지는 여름 동안 수위를 보존하는 데 도움이됩니다.

일본 만이 떠 다니는 태양열을 배치하기 시작한 것은 아닙니다. 2014 년에 인도는 127 만 평방 미터에 달하는 50MW의 부유 태양열을 건설했으며 구자라트주의 다양한 운하에 유사한 소규모 프로젝트를 배치하기 시작했습니다. 싱가포르도이 게임에 참여하고 있습니다.

이러한 프로젝트의 근거는 거의 동일합니다. 기존의 지상 태양열을 배치 할 공간이 부족합니다. 그러나 플로팅 플랫폼 원리는 태양열에만 국한되지 않습니다. 실제로, 전 세계 풍력 에너지 부문은 수년 동안 부유 식 풍력 발전 단지를 배치 해 왔으며이 기술은 해양 에너지 프로젝트에도 적합하며 풍력과 같은 다중 기술 접근 ​​방식을 포함하는 독창적 인 하이브리드 설계가 많이 있습니다. 그리고 태양.

이러한 부유 식 태양 광 프로젝트가 최근 등장하기 전에는 비용 절감을 위해 부유 식 플랫폼이 데이터 수집에 주로 사용되었습니다. 예를 들어, 2014 년 프랑스 회사 Nass & Wind Offshore는 Brittany 해안에서 풍속 및 해상 상태에 대한 데이터를 수집하기 위해 다양한 측정 기기를 통합 한 12m 직경의 플로팅 플랫폼을 배포했습니다. 거의 동시에 Mainstream Renewable Power는 Northumberland 해안의 Narec Offshore Anemometry and Research Platform에 북해 최초의 상업용 부유 식 LiDAR 바람 측정 장치를 배포했습니다.

Eolos Solutions에서 개발 한 LiDAR 기반 FLS200 플로팅 데이터 수집 시스템 [이미지 출처 : Eolos]

떠 다니는 풍력 터빈은 확실히 새로운 것은 아니지만 여전히 초기 단계에 있으며 주로 다양한 데모 프로젝트로 제한됩니다. 이 아이디어는 MIT (Massachusetts Institute of Technology)와 NREL (National Renewable Energy Laboratory)의 연구원들이 플랫폼의 모서리를 해저에 고정하는 강철 케이블로 터빈을 설계했을 때 적어도 2006 년부터 시작되었습니다. 일본은 2009 년에 노르웨이 해안과 포르투갈 해안에 배치 된 시범 프로젝트로 주도권을 잡았습니다. 현재 일본은 세계 최초의 수상 변전소를 포함하여 3 개의 수상 해상 풍력 프로젝트를 운영하고 있습니다. 파이프 라인에 추가 데모 프로젝트가 있습니다.

미국은 태평양 서해안에서 상용화 전 부유 식 터빈 어레이를 개발할 계획을 뒤 따르고 있습니다. 부유 식 해상 풍력에 가장 많이 관여하는 유럽 3 개국은 프랑스, ​​포르투갈, 스코틀랜드입니다.

2015 년 6 월, ETI (Energy Technology Institute)는 부유 식 해상 풍력을 영국 에너지 시스템의 탈탄 소화를위한 선도적 인 기술 옵션 중 하나로 확인하여 약 8-16GW의 해상 풍력 발전 용량을 제공했습니다.

떠 다니는 해상 풍력 단지는 기존의 사촌보다 다양한 이점을 가질 수 있습니다. 우선 심해에 배치 된 풍력 발전 단지는 해안 지역에서 멀어 지므로 개발에 대한 반대가 줄어들 것입니다. 그들은 또한 바다로 더 멀리 떨어진 강한 바람을 이용할 수있을 것입니다. 일반적으로 해안에서 30-100 마일 떨어진 곳에서 더 많은 에너지를 생성 할 수 있습니다. 그러나 기존의 심해 프로젝트는 주로 기초 비용 때문에 비용이 많이 듭니다. 떠 다니는 해상 풍력 플랫폼은 이것을 피할 것입니다. 또한 현장에서 건설하는 대신 육지에서 조립하여 바다로 견인 할 수 있으므로 특히 대형 리프트 설치 선박에 대한 요구 사항과 관련하여 건설 비용을 줄이는 데 도움이됩니다.

부유 식 플랫폼 접근 방식을 점점 더 많이 바라 보는 해상 풍력 시장에는 영국뿐만 아니라 일본, 미국 및 여러 유럽 국가가 포함됩니다. 잠재적으로 떠 다니는 해상 풍은 특히 지중해와 대서양 해안선에 적용될 수 있습니다. 안타깝게도이 기술은 아직 초기 단계이므로 아직 대규모로 충분히 입증되지 않았습니다. 현재 전 세계적으로 30 개가 넘는 부유 식 해상 풍력 프로젝트가 개발 중이지만, 그중 5 개만이 전체 규모로 시연되었습니다 (1MW 초과).

다른 초기 기술과 마찬가지로, 그것의 완전한 잠재력 개발은 정부의 지원을 받아야합니다. 이것이 제공된다면, 많은 비용 예측에 따르면 부유 식 해상 풍력은 2020 년대 어느 시점에 기존의 고정 바닥 해상 풍력과 비용-평등에 도달 할 수 있으며, 에너지 비용 (LCOE)은 당 £ 85- £ 95입니다. 대규모 상업 규모 프로젝트의 경우 MWh. 시간이 지남에 따라 추가 비용 절감을 달성 할 수 있습니다.

플로팅 플랫폼 접근 방식을 채택한 또 다른 기술은 열 에너지입니다. 최근에 전문 서비스 회사 인 Bureau Veritas (BV)는 열에서 전력을 생성 할 수있는 OTEC (Ocean Thermal Energy Converter)라고하는 새로운 6,700 톤, 4 데크 1MW 부유 식 플랫폼에 대한 원칙 승인 (AiP)을 승인했습니다. 바다에서.

이 기술은 한국 선박 해양 공학 연구원 (KRISO)에서 개발 한 기술이지만 원칙은 1880 년대에 처음 논의 된 바있다. 이 새로운 한국 프로젝트가 등장하기 전에 작동중인 유일한 OTEC 장치는 일본의 Saga University에서 감독했습니다. Pelc와 Fujita (2000)에 따르면 이러한 장치가 배치 된 해양의 열 구조에 영향을주지 않고 연간 최대 88,000 테라 와트 시간의 전력을 생산할 수 있습니다. 기기는 냉수를 부산물로 생성하여 냉난방 및 냉장에 사용할 수 있습니다. 일본은 도쿄 전력 회사가 나우루 섬에서 OTEC 프로젝트를 건설 한 1970 년경부터 OTEC 개발에 기여한 주요 국가였습니다. 미국은 또한 OTEC 프로젝트를 개발했으며, 특히 하와이와 인도 해안에서 2002 년 Tamil Nadu 근처에서 파일럿 장치를 테스트했습니다.

다음 사항도 참조 : 해상 풍력 물류 : 해상 풍력 설비에 사용되는 선박

새로운 OTEC 장치는 24 시간 작동 할 수 있습니다. 그것은 작동 유체의 폐쇄 루프를 통해 전력을 생성하기 위해 깊이의 냉수와 표면 근처의 따뜻한 물 사이의 온도 차이를 사용합니다. 이것은 기화되어 에너지를 생성하는 터보 발전기를 구동합니다. 그런 다음 응축되어 시스템을 통해 순환됩니다.

OTEC는 처음에 남태평양의 South Tarawa 해안에 1,300m 깊이의 수심에 배치됩니다. 프로젝트가 성공하면 100MW 상업용 규모의 장치를 생산하기 위해 확장 될 것입니다.

기술이 성공적으로 입증 될 수 있고 정부가 개발 과정에서 기꺼이 지원한다면 부유 재생 에너지는 밝은 미래를 가질 것입니다. 이 분야의 여러 목소리는 낙관적이며, 특히 가장 최근에 포츠머스 대학의 칼 로스 교수는 올해 초 미래가 태양, 풍력 및 조력 에너지 기술을 통합 한 떠 다니는 섬을 볼 수 있고, 어디에서 에너지를 생산하는지 멀리 볼 수 있다고 제안했습니다. 그들은 소음과보기 흉한 것에 대한 반대에 면역이 될 것이며 잠재적으로 소규모 지역 사회에 집을 제공 할 수도 있습니다. 이 섬은 관형 기둥에 의해 해저에 고정되며 표면을 덮는 태양 전지판과 그 아래의 조력 에너지 장치가있는 풍력 터빈을 지원할 수 있습니다. 배치하기에 적합한 지역은 북해, 스코틀랜드 서해안 및 아마도 영국 해협의 개통 구간을 포함 할 수 있습니다.

이것은 상당히 흥미로운 비전이지만, 부유 재생 가능 에너지가 성공적으로 개발되고 상업화 될 수 있다면 글로벌 에너지 시스템의 변형 가능성이 많은 매우 흥미로운 기술이라는 것은 의심의 여지가 없습니다.


비디오보기: 수중 조류 발전기 주 해양에너지 (십일월 2021).