Bagaimana Menjadikan Ladang Angin Terapung Masa Depan Elektrik Hijau

Bagaimana Menjadikan Ladang Angin Terapung Masa Depan Elektrik Hijau
Vismar UK / Shutterstock

Sejak 2010, tenaga angin menyaksikan pertumbuhan yang berterusan di seluruh dunia, dengan jumlah tenaga yang dihasilkan oleh angin luar pesisir meningkat sebanyak hampir 30% setiap tahun. Negara-negara di seluruh dunia perlu meningkatkan bekalan tenaga boleh diperbaharui dengan cepat untuk memenuhi permintaan yang semakin meningkat dan mengurangkan pelepasan dengan cepat. Walaupun begitu, angin luar pesisir pada masa ini menyediakan kurang daripada 1% bekalan elektrik di dunia.

Banyak lokasi perairan dangkal utama untuk membina ladang angin sedang dibangunkan. Tetapi potensi angin luar pesisir masih belum banyak digunakan, berdasarkan graf kapasiti terpasang di seluruh dunia di bawah.

Kapasiti angin darat vs luar pesisir

Kapasiti angin darat vs luar pesisir (bagaimana menjadikan ladang angin terapung masa depan elektrik hijau)Kunci: angin luar pesisir = kelabu muda, dan angin darat = kelabu gelap. IRENA, Pengarang disediakan

Sebab untuk potensi yang belum dimanfaatkan ini adalah 80% angin pukulan yang tidak terganggu di luar pesisir - di dalam air lebih dari 60 meter, di mana turbin yang tertanam di dasar laut sukar dibina.

Penyelesaiannya ialah ladang angin luar pesisir terapung. Jadi apa yang menahan mereka?

Angin luar pesisir terapung

Semua bar segelintir turbin angin luar pesisir yang ada dilampirkan ke dasar laut oleh landasan tetap - kebanyakannya tiang tiub keluli besar yang beralih ke tiang turbin di atas dasar laut. Turbin tetap-bawah yang disebut ini terhad pada kedalaman air 50 atau 60 meter.

Tetapi projek baru-baru ini, termasuk Hywind di luar pantai Scotland dan Float angin di luar Portugal, tunjukkan bahawa mungkin untuk membina turbin angin terapung. Turbin enam megawatt tunggal - seperti yang digunakan di ladang Hywind - dapat menjana elektrik yang mencukupi untuk memberi kuasa kepada 4,000 rumah di UK.


Dapatkan yang terbaru dari InnerSelf


Tetapi untuk menyediakan elektrik isi rumah yang setara untuk populasi global 9 bilion oleh 2050 memerlukan kira-kira setengah juta turbin angin luar pesisir - kenaikan 100 kali ganda pada jumlah semasa - ditambah kapasiti tambahan untuk menyediakan elektrik untuk permintaan tenaga masa depan.

Sayangnya, sementara ladang angin terapung secara teknikal dapat dilaksanakan, mereka tidak dapat dilaksanakan secara ekonomi. Melakukan apa-apa di luar pantai adalah mahal. Untuk membina ladang angin dasar tetap satu gigawatt, kos untuk menyelesaikan tinjauan tapak yang diperlukan adalah sekitar £ 15 juta. Pemasangan dan pengoperasian ladang berharga kira-kira 650 juta £, sementara kos operasi dan penyelenggaraan berterusan sekitar 75 juta £ setahun. Pada akhir hayatnya, yang mungkin sekitar 25 tahun, ada 300 juta pound lagi yang diperlukan untuk penutupan.

Namun ladang angin terapung, yang masih pada masa awal reka bentuk dan teknologinya, malah lebih mahal. Walaupun harga untuk menghantar tenaga angin luar pesisir pada tahun 2019 berkisar antara £ 36 dan £ 45 per MWh elektrik, lelang semasa untuk angin terapung berharga melebihi dua kali ganda jumlah itu.

Struktur luar pesisir juga sangat besar. Turbin Hywind enam megawatt berdiameter 154 meter - setiap bilah sama panjangnya dengan lebar sayap pesawat A380. Turbin megawatt Siemens Gamesa 10 mempunyai diameter rotor 193 meter, sementara turbin rujukan 15 Megawatt Laboratory Energy Laboratory AS mempunyai diameter 240 meter. Membangun, memasang, mengoperasikan, memantau, menyelenggara dan mematikan infrastruktur skala ini, di lautan, bukanlah tugas yang remeh.

Dua daripada lima turbin yang digunakan di ladang angin terapung pertama di dunia, Hywind Scotland.Dua daripada lima turbin yang digunakan di ladang angin terapung pertama di dunia, Hywind Scotland. Terje Aase / Shutterstock

Walaupun syarikat tenaga sering membina jauh di laut, turbin angin terapung tunggal menghasilkan tenaga yang jauh lebih sedikit daripada pelantar minyak atau gas luar pesisir tunggal. Sepanjang hayat pengoperasiannya, bergantung pada ukuran kedua-dua struktur itu, ia mungkin berada dalam lingkungan 1,000 kali lebih sedikit. Oleh itu, lebih banyak infrastruktur diperlukan untuk hasil tenaga yang sama dari sumber tenaga boleh diperbaharui. Menempatkan turbin angin luar pesisir di laut dan menjaganya di sana perlu menjadi jauh lebih murah untuk menandingi kos pengeluaran tenaga dari minyak atau gas luar pesisir.

Banyak yang boleh dipelajari dari kejuruteraan luar pesisir tradisional untuk membantu peralihan kepada tenaga boleh diperbaharui. Tetapi pengurangan kos yang diperlukan tidak dapat dicapai dengan melakukan perkara yang sama, atau meningkatkan kecekapan kaedah dan teknologi yang ada.

Penyelesaian teknologi

Itulah sebabnya ia memerlukan teknologi baru untuk menjadikan ladang angin terapung menjimatkan. Sebagai contoh, menggunakan robot dan teknologi autonomi lain untuk mengawal aktiviti kejuruteraan luar pesisir - dari menyiasat dasar laut hingga beroperasi, memeriksa dan menyelenggara turbin angin terapung - dapat mengurangkan risiko kepada pekerja dan memberikan kawalan yang lebih efisien terhadap sistem kompleks ini.

Pemeriksaan rutin ladang angin luar pesisir oleh orang tidak akan praktikal terhadap perkembangan besar yang sedang dibangun hari ini, dan pastinya bagi yang dirancang pada masa akan datang. Sensor pintar yang dibina di semua bahagian ladang angin terapung dapat terus menilai bagaimana strukturnya berubah.

pembelajaran mesin - yang menggunakan data untuk mengajar komputer membuat keputusan sendiri - dapat digunakan untuk memberitahu kami jangkar yang paling cekap semasa reka bentuk, atau jika garis tambatan mungkin berisiko mengalami kegagalan semasa operasi.

Sudah tentu, pembelajaran mesin dapat menggunakan data cuaca untuk mengendalikan posisi bilah turbin, untuk memaksimumkan berapa banyak tenaga yang dihasilkannya atau mencegah kerosakan pada angin kencang atau ribut. Kaedah baru menggabungkan fizik dengan pembelajaran mesin dapat membuat ramalan yang boleh dipercayai dengan lebih sedikit data, yang berguna di luar pesisir di mana data sukar dikumpulkan.

Semasa kerajaan Inggeris memulakan siasatan ke dalam jenis inovasi teknologi yang dapat mengatasi perubahan iklim, angin luar pesisir adalah pelabuhan panggilan pertama. Dengan pelaburan dalam teknologi masa depan, ladang angin terapung dapat membantu meningkatkan kapasiti tenaga boleh diperbaharui negara dan dunia.Perbualan

Susan Gourvenec, Kerusi Royal Academy of Engineering in Emerging Technologies - Intelligent & Resilient Ocean Engineering, Universiti Southampton

Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.

Buku-buku yang berkaitan

Pengeluaran: Rancangan Paling Komprehensif yang Pernah Dicadangkan untuk Membalik Pemanasan Global

oleh Paul Hawken dan Tom Steyer
9780143130444Dalam menghadapi rasa takut dan tidak peduli yang luas, koalisi penyelidik, profesional dan ahli sains antarabangsa telah berkumpul untuk menawarkan satu set penyelesaian yang realistik dan berani terhadap perubahan iklim. Seratus teknik dan amalan dijelaskan di sini-ada yang terkenal; ada yang tidak pernah anda dengar. Mereka terdiri dari tenaga bersih untuk mendidik anak perempuan di negara berpendapatan rendah untuk amalan guna tanah yang menarik karbon dari udara. Penyelesaiannya wujud, bersifat ekonomi, dan masyarakat di seluruh dunia kini menguatkuasakan mereka dengan kemahiran dan keazaman. Tersedia di Amazon

Merancang Penyelesaian Iklim: Panduan Dasar untuk Tenaga Rendah Karbon

oleh Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Dengan kesan perubahan iklim yang sudah ada kepada kita, keperluan untuk mengurangkan pelepasan gas rumah hijau global tidak kurang pentingnya. Ia adalah satu cabaran yang menakutkan, tetapi teknologi dan strategi untuk memenuhinya wujud hari ini. Satu set kecil dasar tenaga, yang direka dan dilaksanakan dengan baik, boleh meletakkan kita di jalan menuju masa depan karbon yang rendah. Sistem tenaga adalah besar dan rumit, jadi dasar tenaga harus difokuskan dan efektif. Satu-saiz-semua-pendekatan pendekatan hanya tidak akan mendapat kerja yang dilakukan. Pembuat dasar memerlukan sumber yang jelas dan komprehensif yang menggariskan dasar-dasar tenaga yang akan memberi impak terbesar kepada masa depan iklim kita, dan menerangkan bagaimana untuk merancang dasar-dasar ini dengan baik. Tersedia di Amazon

Ini Menukar Semua: Kapitalisme vs Iklim

oleh Naomi Klein
1451697392In Ini Menukar Semua Naomi Klein berhujah bahawa perubahan iklim bukanlah satu lagi isu yang perlu difailkan antara cukai dan penjagaan kesihatan. Ini penggera yang menyeru kami untuk memperbaiki sistem ekonomi yang telah gagal dalam banyak cara. Klein dengan teliti membina kes untuk mengurangkan secara besar-besaran pelepasan rumah hijau kami adalah peluang terbaik kami untuk secara serentak mengurangkan ketidaksamaan yang menggerunkan, membayangkan semula demokrasi kami yang patah, dan membina semula ekonomi tempatan kami yang terbuang. Dia mendedahkan keputusasaan ideologi tentang penyangkalan perubahan iklim, khayalan para ahli geoengineers, dan kekalahan tragis terlalu banyak inisiatif hijau arus perdana. Dan dia menunjukkan persis mengapa pasar tidak-dan tidak dapat menyelesaikan krisis iklim tetapi sebaliknya akan membuat keadaan lebih teruk, dengan kaedah ekstraksi yang lebih melampau dan ekologi merosakkan, disertai dengan kapitalisme bencana yang meluas. Tersedia di Amazon

Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon pergi untuk membiayai kos membawa anda InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, dan ClimateImpactNews.com tanpa sebarang kos dan tanpa pengiklan yang mengesan tabiat melayari anda. Walaupun anda mengklik pada pautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa-apa lagi yang anda beli dalam lawatan yang sama di Amazon memberi kami komisen kecil. Tiada kos tambahan untuk anda, jadi sila sumbangkan kepada usaha. Anda juga boleh gunakan pautan ini untuk digunakan untuk Amazon pada bila-bila masa supaya anda boleh membantu menyokong usaha kami.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

ikuti InnerSelf pada

icon-facebooktwitter-iconrss-icon

Dapatkan Yang Terbaru Dengan E-mel

{Emailcloak = mati}

DARIPADA EDITOR

Surat Berita InnerSelf: Ogos 30, 2020
by Kakitangan InnerSelf
Jalan-jalan yang kita lalui pada masa ini sama lama dengan zaman, namun masih baru bagi kita. Pengalaman yang kita lalui sudah lama seperti zaman dulu, tetapi juga baru bagi kita. Perkara yang sama berlaku untuk…
Apabila Kebenaran Sangat Mengerikan, Bertindaklah
by Marie T. Russell, InnerSelf.com
Di tengah-tengah semua kengerian yang berlaku hari ini, saya terinspirasi oleh sinar harapan yang bersinar. Orang biasa memperjuangkan apa yang betul (dan menentang apa yang salah). Pemain besbol,…
Apabila Punggung Anda Terhadap Tembok
by Marie T. Russell, InnerSelf
Saya suka internet. Sekarang saya tahu banyak orang mempunyai banyak perkara buruk untuk diperkatakan, tetapi saya menyukainya. Sama seperti saya mengasihi orang-orang dalam hidup saya - mereka tidak sempurna, tetapi saya tetap mencintai mereka.
Surat Berita InnerSelf: Ogos 23, 2020
by Kakitangan InnerSelf
Semua orang mungkin boleh bersetuju bahawa kita hidup dalam masa yang pelik ... pengalaman baru, sikap baru, cabaran baru. Tetapi kita dapat didorong untuk mengingat bahawa semuanya selalu berubah,…
Wanita Bangkit: Dilihat, Dengar, dan Bertindak
by Marie T. Russell, InnerSelf
Saya menyebut artikel ini "Wanita Bangkit: Diharapkan, Dengar, dan Bertindak", dan semasa saya merujuk kepada wanita yang disorot dalam video di bawah ini, saya juga berbicara tentang kita masing-masing. Dan bukan hanya itu ...