浮体式風力発電：マルチ

Aug 02, 2023

海洋空間の多目的利用は、ブルーエコノミーにおける大きなトレンドです。 浮体式洋上風力発電の場合、他の活動とスペースを共有できれば成長が加速するでしょう。 しかし、ほとんどのテクノロジーはマルチユースと互換性がありません。 シリーズの 3 回目のこの記事では、W2Power がその優れた多目的機能によってどのように経済的および環境的改善の可能性を提供するかを説明します。

以前の 2 つの記事 1、2 では、Enerocean の W2Power 浮体式風力ソリューションの主な利点と、それが費用対効果の高い洋上風力発電開発への魅力的な道筋をどのように提示するかをまとめました。 最近のレビュー論文3では、海上でテストされたすべての浮体式風力技術の状況を比較しています。 W2Power は 2019 年に TRL 6 プロトタイプによって認定され、現在 Enerocean は港で TRL 7 となるフルサイズのデモンストレーターを構築しています。

このレビューの著者は、安定性とコスト効率という浮遊風力の 2 つの設計要因に焦点を当てました。 この記事では、W2Power が両方の重要な側面で設計目標を達成していることに注目し、マルチユースによる経済的向上の可能性を強調します。

私たちは、デザインドライバーの追加クラスとして多用途を提案しています。 これにより、海洋生態系を保護しながら、開発者、投資家、すべての関係者に付加価値を与えることができます。 海洋空間計画 (MSP) の役割が高まるにつれ、多用途機能の重要性がますます高まっていくでしょう。 したがって、海洋空間の他の利用に適応できる、あるいはそれを促進できることが、勝ち組技術の際立った特徴となる可能性がある。 図 1 は、当初から多用途を念頭に置いて開発された W2Power の多用途アプリケーションの一部をまとめたものです。

追加の再生可能エネルギー源から電力を生産すると、設備利用率が向上し、低生産期間が短縮されます。 海上の太陽光資源は風力とは相関関係がなく、水上太陽光発電への関心は太陽光発電のコスト効率によって左右されます。 設計研究では、今日の W2Power で 350 ～ 375 kW の PV 電力を生成できることが示されています。

フローター上で PV パネル、ケーブル配線、電子機器をサポートすることで設備投資 (CapEx) が削減され、別個の水上太陽光発電と比較して海水腐食が少ないため運用コスト (OpEx) が削減されます。 PV 電力は、同じケーブル、グリッド接続ポイント、および変電所によってエクスポートすることも、専用の PV インバーターを車載用に保持することもできます。

ほとんどの深海の波資源は海のうねりによって支配されており、局地的な風との相関は弱いだけです。 したがって、風力と波のハイブリッドプラットフォームからの波力発電は、より高い市場価値を持つ可能性があります。 さらに、波エネルギーの利用は W2Power4 の当初の設計目標であり、当社独自の波エネルギー コンバータを使用した研究開発 (R&D) の焦点となってきました。 プラットフォームのサイズにより、必要な波の捕捉長が可能になる一方、WEC アレイのほぼ対称的な構成により、波のエネルギー抽出がほぼ全方向に行われます。

さまざまな現場での工学研究によると、最高の波の条件では、W2Power は現在の業界をリードする風力発電定格 20MW に加えて、波浪から最大 3MW の発電が可能であることが示されています。 実現すれば、これまでに作られた中で最も強力な波動エネルギー装置となる。 また、WEC のサポートとステーション維持、電力の制御と輸出がプラットフォームによって提供されるため、最も経済的な波力エネルギー装置になります (図 2 を参照)。

W2Power を使用すると、多用途の利点が電力調整や輸出にも広がります。 車上変電所の設置は魅力的な選択肢です。 従来の洋上変電所には専用の固定支持体が必要ですが、他の半潜水型または桁ベースのフローターにはスペースや運搬能力が不足しています。 商業化されている軽量で柔軟なモジュラー変電所タイプに関する Enerocean の設計研究 5 では、フローターを大規模に補強することなく船首柱に設置できることが示されています。 特に、これにより、W2Power/変電所ユニットからの継続的な風力発電が可能になります。

発電に加えて、多用途には海上での他の活動を含めることができ、ビジネスケースをさらに強化できます。 これらには、エネルギー貯蔵と海水淡水化が含まれます。 近年では、電気分解による「グリーン」水素の製造にも大きな関心が集まっています。 「Power-to-X」テクノロジーを洋上で導入するメリットは、海上での運用に伴う追加コストとリスクによって異なります。 オフショアで実行されるプロセスが複雑になればなるほど、この課題は難しくなります。