Bølgjekraft
Bølgjekraft MS HAVKRAFT Seim, Tor Ivar | [Kurstittel] | 20. juni 2015 Innhold Bølgjekraft ........................................................................................................................................................ 1 Ulike typar bølgjekraftverk:............................................................................................................................2 Svingande vassøyle ................................................................................................................................... 3 Bølgjehøvel................................................................................................................................................ 3 Bølgjestempel .......................................................................................................................................... 4 Linjeabsorbator ........................................................................................................................................5 Bølgjekraft i Noreg ..........................................................................................................................................5 Ms Havkraft .................................................................................................................................................... 6 Relevant for Forsvaret? .................................................................................................................................. 6 Fordelar: ...........................................................................................................................................................7 Ulemper: ...........................................................................................................................................................7 X Tor Ivar Seim SIDE 1 Bølgjekraft Ei bølgje er eit felt som transporterar energi, men ikkje materie. Det eg skal gå innpå i denne rapporten er korleis ein kan utnytte energien i ei bølgje i vatn. Då er det i hovudsak overflatebølgjene som blir utnytta. Innanfor overflatebølgjer har ein to kategoriar, vindbølgjer og tidevassbølgjer. Vindbølgjer blir til når vinden overfører energi til havoverflaten. Vinden er uforutsigbar og dette gjer at bølgjehøgda blir forskjellig. Derfor opererer ein berre med den signifikante bølgjehøgda, som blir rekna som eit gjennomsnitt av den høgaste tredjedelen av bølgjene. Når dei kjem mot land orienterer dei seg mot strandlinja og kan bryte saman. Tidevassbølgjer blir til ved at tidvatnet skapar ein eller fleire raske bølgjer med fossande bølgjetoppar. Dei forkomme gjerne ved utspringa til store elvar som Amazonas og Indus. Havbølgjer transporterer altså energi som er blitt omforma frå vind, som igjen har blitt omforma frå solenergi. Dette gjer at energitransporten er fortetta. Rett under havoverflata er bølgjeenergitransporten rundt fem gonger tettare enn vindenergitransporten 20 m over havoverflata og 10-30 gonger tettare enn intensiteten i solestrålinga. Ei bølgje har høg energitetthet rundt 30-40 kWh per bølgje langs kysten, men mykje høgare på opent hav der den kan komme opp i 100 kWh. Grunnen til dette er at bølgjene blir hindra av øyer, land og friksjon mot havbotnen. Bølgjer er altså ein fornybarenergi sidan dei blir skapt ved hjelp av vinden. Norge har verdas nest lengste kystlinje, berre Canada har lengre. Havområda til Norge er også store, heile 1 979 179 kvadratkilometer. Ein kan tenke seg kor mange bølgjer som innanfor dette området. Det største potensialet ligg mellom Lofoten og Stadt, medan nord og sør for desse stadene er det litt lågare energitetthet i bølgjene. Det er også mindre om sommaren enn om vinteren, dette gjeld også vindenergi. Det er anslått til at tilsiget med bølgjeenergien til Norskekysten er på rundt 400 TWh. NVE har utført ein studie der dei konkluderer med at årsproduksjonen på ei kyststrekning på 130 km langs Norskekysten kan bli ca 6TWh. Ulike typar bølgjekraftverk: For å utnytta bølgjeenergien treng noko form for kraftverk. Spørsmålet er då korleis ein kan lage eit kraftverk som har stor utnyttingsgrad. Dei siste åra har det blitt utvikla ein del SIDE 2 ulike løysingar på dette. Det er to hovudtypar av anlegg, botnfaste og flytande anlegg. Eit eksempel på botnfast anlegg er svingande vassøyle. Svingande vassøyle Den fungerer ved at ei boks med opning nedover blir delvis ned senka i havet. Når det skjer vil det danne seg ei luftlomme inni boksen. På toppen av boksen vil det vere ein generator, og det blir pressa luft gjennom den ut i frå kor stort volumet på vatnet er inni boksen er. Vatnet inni boksen vil variere ut frå korleis havet beveger seg, altså korleis bølgjene er. Så det er bølgjene som pressar lufta opp gjennom generatoren, som igjen produserer energi som kan brukast på land. Wellsturbinar er veleigna til sånne kraftverk, fordi den svingar same veg uavhengig av kva veg lufta går. Dette gjer at den produserer energi både når luft blir pressa ut av boksen eller suge inn. Ulempene med denne metoden er at den gjev stort energitap og er støyande. På engelsk vert heiter denne konstruksjonen Oscillating water column. Når vatnet beveger seg opp vil då lufta bli pressa gjennom turbinen som du ser på teikninga. Bølgjehøvel Ein bølgjehøvel er eit skråplan som stilles mot bølgjene og lar vatne slå innpå og oppover planet. På planet er det opningar som gjer at vatnet kan sive inn frå dei ulike høgdene. SIDE 3 Innanfor opningane i skråplanet er det små rom, her vil vatnet auke farten. Det er det som skjer når vatnet kjem inn i mindre rom. Dette utnytter ein til å drive turbinen rundt og skape straum. Bølgjehøvelen har store ballasttankar som er fylt med for å liggje i ro. Her kan ein sjå dei ulike nivåa Ein kan så vidt skimte turbinane bakarst på dei ulike nivå i skissa over. Ein kan tenke seg når vatnet slår inn over høvelen at dette vil ha ein valdsam fart som igjen gjev turbinane noko å jobbe med. Bølgjestempel Bølgjestempelet er eit flytande anlegg. Det består av ein bøye som er kopla saman med eit stempel, generator, turbin og ein ventil. Når bølgjene treffe bøyen vil dei løfte den opp og då vil stempelet heva seg og vatnet vil sive inn og drive turbinen. Vatnet vil så trekke seg ut når stempelet senkas. SIDE 4 Viss du ser på modellen over kan du tenkja deg fram til kva som vil skje når bølgjene slår innpå bøya som ligg i vassoverflata. Den vil gå opp og ned. Linjeabsorbator Linjeabsorbator er eit flytande anlegg som er festa til botnen med kablar. Desse kablane fører den elektriske straumen til land. Linjeabsorbatoren er halvegs ned senka i havet, ca 50 m over havbotnen og rundt 10 km frå land. Den er oppbygd av stål sylindrar blir heldt saman i ledd. Desse ledda beveger seg i forhold til kvarandre når det kjem bølgjer. Så vil stempla pumpe væske med høgt trykk via akkumulatoren som lagrar energi, gjennom hydrauliske motorar so, igjen driv generatoren. Skisse av ein linjeabsorbator Bølgjekraft i Noreg Noreg er faktisk ikkje blant dei ledande landa i Europa når det kjem til bølgjekraft. Dette er litt rart når ein ser tilbake på kva som omgjev landet. I Europa er det Skottland og England som er ledande innanfor bølgjekraft. Grunnen til at det ikkje er så står satsing på dette i Noreg er nok at me ikkje har hatt behov for å satse på denne teknologien endå. Den er også ganske dyr og lite lønsam slik som teknologien er no. Ein må verkeleg satsa i stor skala for å gjere dette økonomisk berekraftig. Rammevilkåra i utlandet er betre når det kjem til konstruksjon av prøveanlegg, spesielt Storbritannia som støtter fornybar energi. I tillegg så er dei norske strømprisane veldig låge samanlikna med andre land, så dermed er det betre økonomiske vilkår for slike anlegg i utlandet. Det er likevell nokon i Noreg som tør å satse, nemleg selskapet Havkraft. SIDE 5 Ms Havkraft Ms Havkraft er ein tidligare fisketrålar som er bygd om til eit mobilt bølgjekraftverk av firmaet Havkraft. Den gamle fisketrålaren Stålholm har blitt restaurert og gjort om til eit bølgjekraftverk av typen svingande vassøyle. Grunnen til at firmaet har valt å bruke denne trålaren som kraftverk er fordi det reduserte kostnadane når dei skulle teste ut bølgjekraftverket sitt. Båten er altså ikkje drevet av bølgjekraft, men kan produsere kraft når det ligg i ro. Dei har klart å få anlegget til å skape ein verkingsgrad på rundt 35%. Samanlikna med solceller(26%) og vindkraft( 22%) er dette ganske mykje. I baugen på båten ligg det fire turbinar som har ein effekt på 50 kilowatt kvar. Berekningane ut frå testane viser at denne prototypen kan produsere litt over 320 0000 kilowattimer i løpet av eit år, på ein heilt moderat plassering. Det neste steget til selskapet Havkraft er å byggje eit hybridanlegg med ein diameter på 300 meter omkrins som leverer 10 megawatt. Det endelige målet er å byggje ein plattform som er ned senka i havet med ei vindmølle på toppen. Bølgjekraftverket vil vere på 4 megawatt og vindmølla på 6 megawatt. Dette vil gje ein elektrisitetsproduksjon tilsvarande forbruket til 2000 norske hushald. Her kan ein sjå den svingande vassøyla framme i baugen. Relevant for Forsvaret? Bruksområda Forsvaret kan bruke eit bølgjekraftanlegg på er nok til å produsera energi til ein fast base, f. eks Haakonsvern. Men med dagens teknologi og kostnad er nok ikkje dette økonomisk hensiktsmessig. Det er likevell andre moglegheiter. På NTNU driv å no å SIDE 6 utviklar «finner» som skal utnytta bølgjeenergien til å driva fartøyet framover. Desse finnane er montert heilt framme på baugen på båten og kan gjere at eit fartøy kan spare rundt 20% av drivstoffet på denne innretninga. Bølgene som er best eigna for denne teknologien er bølgjer på rundt 3 m i høgde, noko som er veldig vanleg her ved Norskekysten. Innretninga fungerer som ein kvalhale. Når bølgjene får båten til å gå opp å ned vil finnane som sitt fast i båten også gjere dette, akkurat som ein kvalhale. Dette gir dermed framdrift. Dette kunne kanskje vore noko for nye fartøy i Forsvaret i framtida. Her er ein liten film om dette: https://www.youtube.com/watch?v=Yq-xy9GOmo0 Fordelar: Fornybar energi, går aldri tom. Veldig stort potensial, sidan vassbølgjer inneheld mykje energi Miljøvenleg Billig i drift Noreg treng mest straum om vinteren, då er det også mest bølgjer Ulemper: Lite økonomisk berekraftig endå Må tåle mykje Ujamn kraftproduksjon Skjemmande i naturen Kjelder: http://ungenergi.no/fornybar-energi/energifrahavet/bolgeenergi/ http://interestingengineering.com/energy-from-ocean-waves-current-state-andperspectives/ SIDE 7 http://www.yr.no/artikkel/hvordan-blir-bolgene-til_-1.7582297 https://snl.no/havb%C3%B8lger http://www.fornybar.no/nye-teknologier/bolgekraft SIDE 8
© Copyright 2024