Přílivová turbína SR2000 Orbital Marine v European Marine Energy Centre na Orknejích.

Vstříc přílivu

Přílivová energie je považována za jeden z potenciálně důležitých globálních zdrojů udržitelné obnovitelné energie. Skotská firma a společnost SKF pracují na společném ­projektu pro využití technologie plovoucích přílivových turbín, která sníží náklady na výrobu elektřiny.

Text Elaine McClarence
Foto Orbital

Zásobování elektřinou, plynem a vodou

Orbital

Společnost ­Orbital Marine byla ­založena v roce 2002.

Má 26 ­zaměstnanců v kancelářích na Orknejích a v Edinburghu.

V roce 2016 dosáhla prvního milníku SR2000 – v té době ­nejvýkonnější přílivová turbína na světě, která za prvních 12 měsíců testování vygenerovala více než tři gigawatthodiny elektřiny.

www.orbitalmarine.com

Orbital Marine Power Ltd., přední skotský výrobce přílivových turbín, se zaměřuje na komerční využití přílivové energie. Podle výkonného ředitele firmy Andrewa Scotta je cílem společnosti dostat přílivovou energii do komerční sféry a zajistit nový zdroj obnovitelné energie pro globální trh. Tržní potenciál přílivové energie přesahuje 100 gigawatt, avšak největší překážkou využívání přílivové energie byla vždy podle Andrewa Scotta cena technologií, které se k ­jejímu získávání používaly. „To se pokoušíme změnit,“ říká Scott.

Základní součástky hnacího ústrojí a systémová konfigurace jsou v zásadě stejné jako u větrné turbíny, nicméně tato technologie musí obstát v náročném a vlhkém prostředí. „Největší rozdíl je v tom, k čemu se připevňuje gondola. Plovoucí plošina slouží jako věž u větrné turbíny,“ vysvětluje Scott. „Je však o něco propracovanější, protože musí obstát v drsném prostředí na moři při přílivu.“

Dvě turbíny jsou namontovány na výsuvných ramenech, která jsou upevněna k plovoucí platformě a umožňují nastavit turbíny do míst s nejsilnějším přílivovým prouděním.

Dvě turbíny jsou namontovány na výsuvných ramenech, která jsou upevněna k plovoucí platformě a umožňují nastavit turbíny do míst s nejsilnějším přílivovým prouděním.

 
 

Zjednodušená struktura velmi dobře umožňuje snížit výrobní náklady.

Zjednodušená struktura velmi dobře umožňuje snížit výrobní náklady.

Uspořádání platformy a lopatek umožňuje přizpůsobení místům a projektům rozdílných vlastností a rozsahu.

Uspořádání platformy a lopatek umožňuje přizpůsobení místům a projektům rozdílných vlastností a rozsahu.

European Ocean Energy ERA-NET

Iniciativa Ocean Energy ERA-NET zajišťuje koordinaci dotačních programů mezi evropskými státy a regiony souvisejících s výzkumem a inovacemi v oblasti oceánské energetiky. Cílem je pomoci udržet a rozvíjet přední pozici Evropy v oblasti oceánské energetiky a přinášet inovativní, nízkouhlíková energetická řešení do komerční sféry, snižovat náklady na energie a zajišťovat růst a pracovní místa.

Osm národních a místních vládních agentur ­získalo finanční prostředky od Evropské unie v rámci programu Horizont 2020 pro výzkum a inovace.
Jedná se o Baskicko ve Španělsku, Bretaň a Pays de la ­Loire ve Francii, dále Irsko, Portugalsko, ­Skotsko, ­Španělsko a Švédsko.

Projekt spojuje dodavatelský řetězec a strategické partnery společnosti Orbital, kteří v jeho rámci dodávají prověřené řešení s mnohem nižším rizikovým profilem a snazším financováním.

Pro komercializaci přílivových turbín je ­klíčové vyvinout regulátor sklonu turbínových ­lopatek. „Cílíme na navýšení výkonnosti našich strojů o 50 procent, čímž se dostaneme na úroveň některých zavedenějších technologií,“ pokračuje Scott. Iniciativa European Ocean Energy ERA-NET Cofund (viz rámeček s informacemi) poskytla grant ve výši 1,2 milionu eur na vývoj a výrobu regulátoru ­sklonu, který se zabuduje do nové plovoucí přílivové turbíny společnosti Orbital, Orbital O2 2MW.

Cílíme na navýšení výkonnosti našich strojů o 50 procent.
Andrew Scott, výkonný ředitel, Orbital Marine Power Ltd.

„Nejjednodušším způsobem jak snížit celkovou cenu za energii je používat delší rotorové lopatky, které zachytí v přílivovém proudu více energie,“ přibližuje Scott. „Avšak čím jsou lopatky delší, tím je ­výsledné zatížení větší a náročnější. Systém pro regulaci sklonu nám umožňuje usadit lopatky tak, abychom mohli jejich zatížení přesněji regulovat. To představuje důležité řešení, které snižuje nákladnost přílivové energie.“

Jelikož se jedná o plovoucí technologii, jsou všechny díly a systémy bez problémů přístupné při údržbě, kontrole i opravách s minimální dobou odstávky a za použití standardních plavidel. Instalace této technologie se podobá kotvení lodi k jednoduché kotvicí soustavě, dodává Scott a pokračuje: „Alternativní technologie s podobnou instalovanou kapacitou jsou připevněné k mořskému dnu a pokud s nimi potřebujete pracovat, je ­nutné je odpojit pomocí drahých plavidel a vybavení. To vede k dalším problémům souvisejícím s delšími odstávkami, než se k turbínám dostanete, odpojíte je a opravíte. Náklady spojené s naším řešením jsou pouhým zlomkem nákladů u konkurenčních systémů, což znamená také nesrovnatelně nižší rizikový profil pro investory i dodavatelský řetězec.“

Zároveň očekáváme růst trhu s tím, jak poroste důvěra a povědomí investorů a vlád o řešeních, která může přílivová energie nabídnout.
Andrew Scott, výkonný ředitel, Orbital Marine Power Ltd.

Turbína po sestavení poputuje do ­Evropského výzkumného centra mořské energie (European Marine Energy Centre) na souostroví Orkneje na sever od pevninského Skotska. „Orkneje se vyznačují silnými přílivovými proudy, které jsou též známé jako „Saudská Arábie v přílivové energii,“ říká Scott. „Turbínu nainstalujeme a připojíme ke stávajícímu podmořskému kabelu v jednom z hlavních proudů v oblasti Orknejí, které nám umožní energii exportovat do místní sítě. Budeme tak mít k dispozici ideální prostředí pro testování této technologie, které nám poskytne cenné údaje pro vyhodnocení její výkonnosti. Máme v plánu zde turbínu provozovat po dobu až 15 let a získat tak vynikající soubor údajů o dlouhodobé spolehlivost a výkonnosti.“

Scott vysvětluje, že tento projekt pomůže společnosti Orbital Marine nabýt zkušenosti a aplikovat je při výrobním procesu a tím snižovat ­náklady. „Zároveň také očekáváme růst trhu s tím, jak se bude zvyšovat důvěra a povědomí investorů a vlád o řešeních, která může přílivová energie ­nabídnout.“

Přílivová turbína SR2000 Orbital Marine

  

Moduly na regulaci sklonu od společnosti SKF

Moduly na regulaci sklonu k technologii Orbital Marine bude dodávat závod na výrobu pokročilých řešení společnosti SKF ve švédském Göteborgu. Regulátor otáčí dvěma sadami lopatek s rotory o průměru 20 metrů podél jejich podélné osy. Průtokový profil se může přizpůsobit stávající rychlosti přílivového proudu. Regulací úhlu dopadu je možné dosahovat konstantní spotřeby energie nad jmenovitou rychlostí přílivového proudu.

Michael Baumann, manažer pro obchodní rozvoj pro námořní a oceánskou energetiku u společnosti SKF, říká: „Náš tým zaměřený na oceánskou energetiku spolupracuje s nejpokročilejšími vývojáři prototypů přílivových turbín a dodavateli součástek a pomáhá jim dosahovat spolehlivých konstrukcí již v raných fázích vývoje.“ Jelikož se větrné elektrárny potýkají se stejnými problémy jako lodní pohonné systémy, což jsou elektrické vrtulové komplexy, společnost SKF může při výrobě přílivových turbín přispět svými znalostmi i z této oblasti.

Mezi přímé výhody patří lepší ­kontrola nad kroutivou silou pohonného ústrojí, umožňující 50procentní rozšíření ­průtočné plochy (průměr rotoru 16 až 20 metrů) a s tím související podobné zvýšení výkonnosti turbíny Orbital stávající konfigurace. Nabízí lepší kontrolu lopatek při jmenovité rychlosti, redukci výkonnostních ztrát, zmírnění kolísání výkonu, menší únavu materiálu i zatížení pohonného ústrojí a konstrukce, zvyšuje hranice pro ­odstávky z ­ekologických důvodů a umožňuje další výrobu energie i v případě menší poruchy.

Obchodní kontakty

evolution@skf.com

Společnost SKF s Orbital Marine již spolupracovala na řadě ukázkových turbín menšího a většího rozsahu včetně rekordní SR2000. „Firma SKF vidí v plovoucích přílivových technologiích obrovský potenciál, a to díky nízkým nákladům na jejich instalaci a provoz,“ říká Baumann. „Jsme velmi rádi, že můžeme svými zkušenostmi přispět k výrobě řešení, které je klíčem ke snižování nákladů a urychlení vstupu plovoucí ­přílivové technologie společnosti Orbital Marine na trh.“

Související obsah