Costo futuro

Oct 13, 2023

Pubblicato il 28 maggio 2023 22:37 di Harry Valentine

Circa 10 anni fa, una turbina idrocinetica sommersa fu installata nella rapida corrente di una sezione del fiume San Lorenzo, a sud-ovest di Montreal, in Canada. L'autorità energetica del Quebec alla fine interruppe la dimostrazione e dichiarò che la tecnologia non era competitiva in termini di costi rispetto alla generazione di energia idroelettrica convenzionale se misurata in termini di dollari per kilowattora. Il futuro della tecnologia delle turbine idrocinetiche dipende da una maggiore produzione a costi competitivi rispetto ad altre tecnologie rinnovabili.

introduzione

I confronti dei costi effettuati per la riparazione e la manutenzione dei macchinari hanno indicato che per ogni dollaro speso in un sito terrestre, da 10 a 100 dollari sono stati spesi in un sito offshore su una superficie galleggiante, mentre 1.000 dollari o più possono essere spesi per la tecnologia sommersa in profondità.

La storia delle turbine idrocinetiche iniziò circa 4.000 anni fa con ruote idrauliche che convertivano l'energia cinetica dell'acqua corrente del fiume in energia meccanica. Le prime installazioni erano situate lungo la riva di un fiume, con la sezione inferiore della ruota idraulica parzialmente immersa nell'acqua corrente che a sua volta faceva ruotare la ruota.

Durante gli anni ’80, la ricerca di energia pulita e rinnovabile portò a test che coinvolgevano mulini a vento sottomarini o turbine idrocinetiche, il risultato di acqua dolce avente quasi 850 volte la densità dell’aria e acqua oceanica avente una densità 870 volte maggiore. La potenza erogata è una funzione della portata massica del fluido attraverso una turbina. Di conseguenza, le turbine idrocinetiche si sono rivelate una grande promessa come tecnologia alternativa per l’energia rinnovabile e pulita. La maggior parte dei primi costruttori di turbine idrocinetiche installarono le turbine su telai di supporto che poggiavano sul letto del fiume, come nel caso del sud-est di Montreal e di altre località a livello internazionale.

Installazioni di turbine

L'installazione delle turbine sommerse prevedeva che un'imbarcazione o una nave dotata di gru di bordo trasportasse le turbine sul luogo di installazione, dove la gru successivamente abbassasse ciascun gruppo turbina sul letto del fiume o del mare. La manutenzione delle turbine sommerse richiede che i subacquei lavorino sott'acqua o che una nave dotata di gru recuperi il gruppo della turbina sommersa in superficie, a costi considerevoli. Il fissaggio delle turbine alle strutture costiere o alla tecnologia galleggiante su cui le squadre di manutenzione potrebbero imbarcarsi riduce i costi di manutenzione. Aziende in Canada e Scozia stanno sviluppando strutture galleggianti che trasportano turbine.

Mentre la struttura galleggiante della Orbital Marine of Scotland trasporta 2 turbine da 1 megawatt ciascuna, la struttura galleggiante della Sustainable Marine of Canada trasporta 6 turbine. Una struttura galleggiante concorrente della Big Moon del Canada trasporta una moderna ruota idraulica. Tutte e 3 le tecnologie sono progettate per essere rimorchiate da un punto di costruzione costiero a un punto di installazione offshore, dove i cavi di ormeggio proteggerebbero i gruppi di turbine galleggianti.

Big Moon posiziona il semiasse e l'attrezzatura per la generazione elettrica sopra l'acqua all'interno di una custodia. Orbital Marine e Sustainable Marine costruiscono le strutture galleggianti per consentire agli equipaggi di manutenzione di accedere alle turbine e alle apparecchiature di generazione.

Bacino di carenaggio mobile

La nave semisommergibile nota come bacino di carenaggio mobile può immergersi sotto lo scafo di una nave colpita prima di sollevarla sopra l'acqua. Questa tecnologia potrebbe essere adattata per trasportare su larga scala la tecnologia di conversione dell’energia cinetica oceanica galleggiante a testa in giù sul suo ponte, da un sito di costruzione o assemblaggio basato sulla riva a un sito offshore adatto prima di immergersi per far galleggiare il gruppo della turbina dal suo ponte. La combinazione di cisterne di zavorra, pontoni e cavi della gru aiuterebbe a far rotolare il gruppo della turbina prima che venga fatto galleggiare sul ponte di un bacino di carenaggio mobile.

All'arrivo nel sito di installazione, i cavi verrebbero collegati per proteggere il gruppo galleggiante della turbina dalle correnti di marea adeguate. La tecnologia dei bacini di carenaggio mobili consente una maggiore flessibilità nella progettazione futura di gruppi di turbine galleggianti su larga scala che forniscono un'elevata potenza a costi competitivi. Il futuro sviluppo del mercato per la tecnologia di conversione dell’energia oceanica dipende dall’innovazione che aumenta la produzione di energia a costi competitivi, essendo essenziale la facilità di accesso ai macchinari per eseguire la manutenzione e la riparazione di routine. Un mercato ampliato per la tecnologia giustificherebbe il costo di sviluppo di una tecnologia semisommergibile dedicata in grado di trasportare gruppi di turbine.