- Ο συνδυασμός ανεμογεννητριών με συστήματα κυματικής και παλιρροϊκής ενέργειας μπορεί να αυξήσει την παραγωγή ρεύματος έως και 70%.
- Τα υβριδικά συστήματα μειώνουν το κόστος κατασκευής κατά 10-15% και βελτιώνουν τη σταθερότητα των πλωτών εξεδρών.
- Απαιτούνται περαιτέρω δοκιμές για την αντοχή των εγκαταστάσεων σε ακραία καιρικά φαινόμενα και τη μακροχρόνια φθορά.
Οι ανεμογεννήτριες σε συνδυασμό με παλιρροϊκές εγκαταστάσεις αυξάνουν την παραγωγή ενέργειας έως και 70%
Ο συνδυασμός ανεμογεννητριών με συσκευές κυματικής, ηλιακής και παλιρροϊκής ενέργειας σε κοινές πλατφόρμες μειώνει το κόστος κατασκευής, βελτιώνει τη σταθερότητα και παράγει πιο αξιόπιστη ενέργεια.
Αυτό υποστηρίζουν ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Surrey, οι οποίοι πραγματοποίησαν μια ολοκληρωμένη ανασκόπηση των υβριδικών υπεράκτιων συστημάτων συλλογής ανανεώσιμης ενέργειας.
Η μελέτη εξέτασε συστήματα που ενσωματώνουν πολλαπλές τεχνολογίες σε μία ενιαία βάση θεμελίωσης.
Αυτά τα συστήματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν τις χώρες να επιτύχουν τους φιλόδοξους στόχους για το κλίμα, ελαχιστοποιώντας παράλληλα τις επιπτώσεις στα θαλάσσια οικοσυστήματα.
Η εργασία δημοσιεύτηκε στο επιστημονικό περιοδικό Energy Conversion and Management.
Τα υβριδικά συστήματα εκμεταλλεύονται τον ίδιο θαλάσσιο χώρο για να παράγουν ενέργεια από διαφορετικές πηγές, μειώνοντας το συνολικό περιβαλλοντικό αποτύπωμα.
Η βελτιστοποίηση του θαλάσσιου χώρου
Ο Δρ. Liang Cui, κύριος επιβλέπων και συν-συγγραφέας της μελέτης από τη Σχολή Μηχανικών του Πανεπιστημίου του Surrey, δήλωσε:
«Τα υπεράκτια αιολικά πάρκα καταλαμβάνουν επί του παρόντος χιλιάδες τετραγωνικά χιλιόμετρα ωκεανού, αλλά οι ίδιες οι ανεμογεννήτριες χρησιμοποιούν λιγότερο από το 1% αυτής της περιοχής».
«Προσθέτοντας μετατροπείς κυματικής ενέργειας, παλιρροϊκές τουρμπίνες ή ηλιακά πάνελ στις υπάρχουσες πλατφόρμες ανεμογεννητριών, μπορούμε να παράγουμε πολύ περισσότερη ενέργεια από το ίδιο θαλάσσιο αποτύπωμα».
Η ερευνητική ομάδα ανέλυσε δεδομένα από έργα επίδειξης, συμπεριλαμβανομένου του συστήματος αιολικής-κυματικής ενέργειας W2Power της Νορβηγίας και της πλατφόρμας NoviOcean.
Οικονομικά οφέλη και σταθερότητα
Οι μελέτες έδειξαν ότι τα υβριδικά συστήματα θα μπορούσαν να μειώσουν το κόστος της ηλεκτρικής ενέργειας κατά 10% έως 15% σε σύγκριση με τα αυτόνομα υπεράκτια αιολικά πάρκα.
Η παραγωγή ενέργειας αυξήθηκε έως και 70% όταν προστέθηκαν παλιρροϊκές τουρμπίνες στις αιολικές εγκαταστάσεις.
Η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε επίσης ότι η προσθήκη συσκευών κυματικής ενέργειας σε πλωτές ανεμογεννήτριες βελτίωσε, αντί να θέσει σε κίνδυνο, τη δομική σταθερότητα.
Ο πρόσθετος εξοπλισμός μείωσε την ανεπιθύμητη κίνηση της πλατφόρμας κατά 15%, μειώνοντας παράλληλα την καταπόνηση στα θεμέλια του πύργου.
Ο Yukun Ma, διδακτορικός φοιτητής και συν-συγγραφέας της μελέτης από το Πανεπιστήμιο του Surrey, δήλωσε:
«Αυτές οι μειώσεις κόστους θα μπορούσαν να μεταφραστούν άμεσα σε χαμηλότερους λογαριασμούς ενέργειας για τους καταναλωτές καθώς επεκτείνεται η υπεράκτια αιολική ενέργεια».
«Η Ευρωπαϊκή Ένωση στοχεύει οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας να αντιπροσωπεύουν τουλάχιστον το 42,5% της τελικής κατανάλωσης ενέργειας έως το 2030».
«Τα υβριδικά υπεράκτια συστήματα που παράγουν σταθερή ενέργεια όλο το εικοσιτετράωρο θα μπορούσαν να είναι κρίσιμα για την επίτευξη αυτών των στόχων».
Πίνακας: Σύγκριση αυτόνομων και υβριδικών συστημάτων
| Χαρακτηριστικό | Αυτόνομη Αιολική Εγκατάσταση | Υβριδικό Σύστημα (Αέρας + Παλίρροια/Κύμα) |
| Κόστος Ενέργειας | Βάση αναφοράς | Μείωση 10% – 15% |
| Παραγωγή Ενέργειας | Βάση αναφοράς | Αύξηση έως 70% |
| Χρήση Χώρου | Χαμηλή πυκνότητα (<1% κάλυψη) | Υψηλή πυκνότητα εκμετάλλευσης |
| Σταθερότητα Πλατφόρμας | Ευάλωτη σε κυματισμό | Βελτιωμένη κατά 15% |
Προκλήσεις και μελλοντική ανάπτυξη
Η ανασκόπηση προσδιόρισε την ενσωμάτωση αιολικής-κυματικής ενέργειας ως την πιο ώριμη υβριδική τεχνολογία, με διάφορα συστήματα να φτάνουν στο στάδιο επίδειξης.
Οι συνδυασμοί αιολικής-ηλιακής και αιολικής-παλιρροϊκής δείχνουν σημαντικές προοπτικές αλλά παραμένουν σε νωρίτερα στάδια ανάπτυξης.
Συστήματα που συνδυάζουν τρεις ή περισσότερες πηγές ενέργειας αρχίζουν να εμφανίζονται, με την πλατφόρμα της NoviOcean να επιτυγχάνει συντελεστή χωρητικότητας περίπου 40%.
Ωστόσο, κρίσιμα κενά εμποδίζουν την άμεση ανάπτυξη σε μεγάλη κλίμακα.
Οι περισσότερες έρευνες έχουν επικεντρωθεί σε ιδανικές συνθήκες, αφήνοντας αναπάντητα ερωτήματα για την επιβίωση σε τυφώνες, σεισμούς ή τσουνάμι.
Η μακροπρόθεσμη απόδοση των θεμελίων μετά από δεκαετίες κυκλικής φόρτισης παραμένει ελλιπώς κατανοητή.
Ο καθηγητής Suby Bhattacharya, συν-επιβλέπων και συν-συγγραφέας της μελέτης από το Πανεπιστήμιο του Surrey, δήλωσε:
«Η πιο αποτελεσματική χρήση του ωκεάνιου χώρου σημαίνει λιγότερη αναστάτωση στους θαλάσσιους οργανισμούς που κατοικούν ή μεταναστεύουν μέσω αυτών των περιοχών».
«Χρειαζόμαστε όμως έργα επίδειξης με μακροχρόνια παρακολούθηση για να αποδείξουμε ότι αυτά τα συστήματα μπορούν να αντέξουν σε ακραίες καιρικές συνθήκες και να παρέχουν αξιόπιστη ενέργεια για 20 έως 30 χρόνια».
Η σημασία της προβλεψιμότητας στην ενέργεια
Πέρα από την αύξηση της συνολικής παραγωγής, ένα από τα μεγαλύτερα πλεονεκτήματα των υβριδικών συστημάτων είναι η βελτίωση της προβλεψιμότητας της παραγόμενης ενέργειας.
Η αιολική ενέργεια είναι από τη φύση της ασταθής: ο άνεμος μπορεί να σταματήσει ξαφνικά. Αντίθετα, η παλιρροϊκή ενέργεια είναι απολύτως προβλέψιμη, καθώς εξαρτάται από τις βαρυτικές δυνάμεις της Σελήνης.
Συνδυάζοντας αυτές τις δύο πηγές, τα δίκτυα ηλεκτροδότησης μπορούν να διαχειριστούν καλύτερα τα φορτία, μειώνοντας την ανάγκη για μονάδες αποθήκευσης ενέργειας (μπαταρίες), οι οποίες αυξάνουν σημαντικά το κόστος.
Τεχνικές προκλήσεις στη Μεσόγειο και την Ελλάδα
Για χώρες όπως η Ελλάδα, με τεράστια ακτογραμμή και βαθιά νερά, η τεχνολογία των πλωτών εξεδρών είναι μονόδρομος.
Ωστόσο, η υψηλή αλατότητα της Μεσογείου και οι ισχυροί άνεμοι δημιουργούν ένα εξαιρετικά διαβρωτικό περιβάλλον.
Η πρόκληση για τους μηχανικούς δεν είναι μόνο η σταθερότητα της πλατφόρμας, αλλά η αντοχή των υλικών σύνδεσης και των καλωδίων που μεταφέρουν το ρεύμα στην ακτή.
Η ανάπτυξη ανθεκτικών υλικών και έξυπνων αισθητήρων συντήρησης είναι το κλειδί για τη βιωσιμότητα των υπεράκτιων πάρκων στη χώρα μας.
Η οικονομία της “Γαλάζιας Ανάπτυξης”
Η υιοθέτηση τέτοιων συστημάτων ανοίγει νέους δρόμους για τη λεγόμενη «Γαλάζια Οικονομία». Δεν πρόκειται μόνο για την πώληση ρεύματος.
Η κατασκευή, η εγκατάσταση και η συντήρηση αυτών των πολύπλοκων πλατφορμών απαιτούν εξειδικευμένο προσωπικό, ναυπηγεία και ειδικά πλοία υποστήριξης.
Αυτό μπορεί να δημιουργήσει χιλιάδες νέες θέσεις εργασίας σε παράκτιες περιοχές που παραδοσιακά εξαρτώνται από τον τουρισμό ή την αλιεία.
Επιπλέον, η δυνατότητα συνδυασμού αυτών των πλατφορμών με μονάδες αφαλάτωσης ή παραγωγής πράσινου υδρογόνου επιτόπου, θα μπορούσε να λύσει πολλαπλά προβλήματα ενεργειακής επάρκειας στα νησιά.
Η επιτυχία της μετάβασης εξαρτάται από τη δημιουργία ενός σαφούς ρυθμιστικού πλαισίου που θα ενθαρρύνει τις επενδύσεις χωρίς να θυσιάζει το θαλάσσιο περιβάλλον.
