La empresa sueca NoviOcean ha probado un prototipo de tercera generación de su plataforma combinada de energía eólica, solar y undimotriz, una plataforma flotante con capacidad para producir hasta 1 megavatio de energía limpia constante las 24 horas del día gracias a un fascinante mecanismo impulsado por la flotabilidad. Siguiente paso: un piloto a gran escala.
Esta plataforma de energía renovable ocupará un espacio relativamente pequeño una vez construida en tamaño completo: 38 x 9 m (125 x 30 pies), la plataforma en sí se extenderá unos 4 m (13 pies) sobre la superficie del agua, y otros 12 m (39 pies) abajo. Diminuta, entonces, en comparación con algunas de las monstruosas turbinas eólicas marinas que estamos empezando a ver, como la colosal turbina MingYang de 20 MW que actualmente es la más grande del mundo.
Pero está diseñado para superar su peso de 140 toneladas y entregar energía de manera más consistente que cualquier generador de método único.
¿Cómo funciona?
Cuando el sol brilla, alimenta unos 700 metros cuadrados (7535 pies cuadrados), o 50 kW de paneles solares. Cuando sopla el viento (y la mayoría de los mejores recursos eólicos del mundo se encuentran en alta mar, donde vivirá esta cosa), impulsará una serie de seis turbinas eólicas de eje vertical y palas helicoidales (VAWT). Y también aprovechará hasta 650 kW de energía del movimiento del océano, gracias a un interesante sistema de energía de las olas.
Muchas unidades se desplegarán en formaciones relativamente estrechas.
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Primero, sin embargo, sobre esas VAWT. En comparación con las turbinas de eje horizontal estilo molinete que estamos acostumbrados a ver, las VAWT tienen un par de ventajas clave, particularmente en una aplicación eólica marina. Para empezar, la pesada broca del generador está en la parte inferior, a diferencia de la parte superior de un poste gigantesco que también necesita soportar un enorme ventilador giratorio. Así esta plataforma se mantendrá erguida por sí sola, sin necesidad de contrapesos ni estructuras de soporte pesadas.
En segundo lugar, pueden aceptar el viento desde cualquier dirección, ya que de todos modos giran 360 grados. De esta manera, la plataforma puede orientarse en paralelo a las olas, para servir mejor a su principal productor de energía.
El generador de energía de las olas también funciona de forma interesante. Lo grande que parece un tapón que sobresale de la parte superior es un sistema de turbina/generador, colocado encima de un gran pistón. La parte superior de este pistón está fijada a la plataforma flotante y la parte inferior al fondo del océano.
Entre olas, la plataforma flota hacia abajo y, en la parte inferior de su recorrido, se cierra una válvula para mantener la plataforma baja cuando la siguiente ola comienza a subir. Mientras lo hace, hasta 3 m (10 pies) de este flotador gigante se mantienen bajo el agua, atrapando unos 600 metros cúbicos (21,200 pies cúbicos) de aire bajo el agua, que desesperadamente quiere elevarse hacia arriba.
Animación de los principios de funcionamiento de NoviOcean
En un punto óptimo, la válvula se abre y esa flotabilidad se desata para crear hasta una enorme fuerza de elevación de 600 toneladas en el flotador. Esta fuerza empuja el agua hacia arriba a través de una compuerta a medida que el flotador se eleva y la dispara a través de la turbina generadora estilo Pelton en la parte superior a alta velocidad para crear hasta 650 kW de energía limpia instantánea. Según NoviOcean, sólo necesitará olas de 4 m (13 pies) de altura para alcanzar su rendimiento máximo.
Con el flotador construido, los sistemas solar y eólico obtienen más o menos viaje gratis. “Normalmente, en el caso de la energía solar flotante, hay que construir la estructura, tener los sistemas a bordo y el cable”, dijo el CO y fundador de NoviOcean, Jan Skoldhammer, a una audiencia en las Marine Energy Alliance Talks en OEEC 2022. “Bueno, tenemos la estructura , y tenemos el cable y los sistemas a bordo, así que ¿por qué no usarlos?”
El flotador se mantiene bajo el agua durante un segundo mientras la ola comienza a elevarse y luego utiliza su enorme fuerza de flotación para impulsar el agua a través de una turbina.
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¿Cuál es la promesa aquí?
NoviOcean dice que una plataforma de tamaño completo debería funcionar las 24 horas del día, los 7 días de la semana con un factor de capacidad de entre el 40% y el 70%, generando cada unidad un promedio de alrededor de 3,5 gigavatios-hora al año. Para poner esto en contexto, el hogar estadounidense promedio usó 10.791 kWh de electricidad en 2022, según la Administración de Información Energética de EE. UU., por lo que cada plataforma debería generar lo suficiente para hacer funcionar unos 324 hogares.
La construcción, instalación y mantenimiento de estas cosas debería ser un ejercicio trivial en comparación con el histrionismo involucrado en las enormes turbinas marinas, y están diseñadas para ser implementadas en rejillas, que serán visualmente discretas y pueden agruparse más juntas que las turbinas más grandes. , ya que dejarán menos estela en las corrientes de aire que fluyen a través de sus VAWT.
¿Qué tan avanzado está este proyecto?
NoviOcean ha construido hasta la fecha tres prototipos, a escala 1/7, 1/6 y 1/5 respectivamente. Este último pasó 24 meses en un banco de pruebas, 6 semanas en un tanque de olas y 14 meses instalado en alta mar, donde, según la compañía, funcionó exactamente como lo predijeron las simulaciones.
El siguiente paso es una plataforma piloto de tamaño completo, que la compañía espera haber construido y en el agua para 2026-27, seguida de una “matriz precomercial”, en algún momento entre 2028-30, y un despliegue comercial completo para 2031. -32.
El prototipo de tercera generación cuenta ahora con unos 14 meses de pruebas exitosas en alta mar.
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¿Cuál es el “pero”?
Todos los inventos de energía renovable deben eventualmente ser juzgados en términos del importante Costo Nivelado de Energía (LCoE), o por cuánto podrán vender energía limpia en una red, con todo, desde los costos iniciales de construcción e instalación. , hasta los costos continuos de mantenimiento, personal, depreciación y finanzas que se tienen en cuenta a lo largo de la vida del proyecto.
NoviOcean dice que espera que la construcción de su primera plataforma híbrida de 1 MW de tamaño completo cueste 3,6 millones de euros (4 millones de dólares estadounidenses), y que la centésima que se beneficie de economías de escala cueste alrededor de 2 millones de euros (2,2 millones de dólares estadounidenses).
Esto contribuye a un LCoE inicial de 275 dólares/MWh en su debut, que según NoviOcean es alrededor de un tercio de donde comenzaron la energía eólica y solar en el pasado. Pero ciertamente no es ahí donde están ahora la energía eólica o solar; Según las cifras de IRENA de 2022, la energía eólica terrestre costaba 33 dólares/MWh, la energía solar a gran escala alrededor de 49 dólares/MWh, e incluso la energía eólica marina lograba devolver energía a la tierra a 81 dólares/MWh.
Para cuando se implementen 100 unidades, NoviOcean apunta a un LCoE más cercano a los 110 dólares, y la compañía dice que ve un camino hacia los 77 dólares en algún lugar mucho más allá de esa cifra.
La construcción, el lanzamiento y la instalación deberían ser relativamente sencillos.
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Eso sí, es posible que LCoE no cuente toda la historia aquí, ya que los múltiples modos de generación de energía de la plataforma bien podrían ponerla en posición de vender energía en períodos pico costosos cuando una fuente renovable u otra no está aportando su peso a la red.
Aún así, tendrá dificultades para competir inicialmente sin mucho respaldo gubernamental, y NoviOcean actualmente tiene su sombrero ante los inversores privados, con la esperanza de alcanzar el nivel de financiación de 9 millones de euros (9,9 millones de dólares estadounidenses) que necesita para conseguir esa primera plataforma de tamaño completo. construido.
Las finanzas tampoco son el único “pero” aquí: vale la pena señalar que el diseño se basa en un pistón hidráulico que trabaja durante décadas en agua salada, que tiene la molesta costumbre de comer metal.
Debajo de la superficie, hay un gran pistón impulsado por la flotabilidad.
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Pero el “pero” para responder a estos “peros” es el siguiente: el mundo necesita aumentar enormemente su generación de energía renovable en las próximas décadas, no sólo para reemplazar nuestros épicos niveles actuales de consumo de energía, sino para atender la inminente electrificación del suelo. el transporte marítimo y aéreo, así como el apetito de todo el país por la criptominería y el auge de la IA, que parece tener un apetito prácticamente inagotable por la electricidad.
Y al alejarse de los combustibles fósiles, que pueden aumentar y disminuir fácilmente para satisfacer la curva de demanda de una red, las redes de energía totalmente limpia necesitarán diversificar las fuentes de generación para no verse sorprendidas con los pantalones bajados cuando el sol no brilla y el el viento no sopla.
Fuentes como la energía de las olas bien podrían tener un valor enorme en este contexto. Deseamos a NoviOcean lo mejor en sus esfuerzos y esperamos que este proyecto avance sustancialmente más rápido que otros en el negocio de la energía de las olas, que parece estar ganando cierta notoriedad por sus plazos largos y florecientes.
Fuente: NoviOcean
