Energi 2030 - Bølgekraft

– For at bølgekraft skal lykkes må man utvikle billige parker som ikke havarerer i de verste stormene

Norge hadde en stor satsing på bølgekraft på begynnelsen av 80-tallet, men naturen hamret i stykker begge anleggene. Kanskje ny teknologi gir håp.

Effektivt: Svenske CorPower Ocean AB fikk nettopp 85 millioner kroner for å bygge og havteste et fullskala bølgekraftverk og senere demonstrere en fullskala energipark med tre slike enheter. 
Dette er en variant av punkt absorberende bølgekraftverk som er forankret på havbunnen. Ifølge selskapet genererer bøyene fem ganger mer strøm enn andre bølgekraftverk per tonn konstruksjon.
Effektivt: Svenske CorPower Ocean AB fikk nettopp 85 millioner kroner for å bygge og havteste et fullskala bølgekraftverk og senere demonstrere en fullskala energipark med tre slike enheter. Dette er en variant av punkt absorberende bølgekraftverk som er forankret på havbunnen. Ifølge selskapet genererer bøyene fem ganger mer strøm enn andre bølgekraftverk per tonn konstruksjon. (Foto: CorPower )

Norge hadde en stor satsing på bølgekraft på begynnelsen av 80-tallet, men naturen hamret i stykker begge anleggene. Kanskje ny teknologi gir håp.

Hei, vi gir deg én Ekstra-sak gratis per uke.
Lyst til å lese mer? Få fri tilgang for kun 235,- i måneden.
Bli Ekstra-abonnent »

På tross av stor interesse i mange tiår, finnes det ingen bølgekraftindustri i dag. Det treng et gjennombrudd for at bølgekraften skal gi et betydelig bidrag til fremtidens energimiks.

Den store utfordringen er at energien er tilgjengelig i form av store krefter ved relativt lave hastigheter (Effekt=kraft*hastighet).

I tillegg er kraft og hastighet oscillerende og irregulær, med stor forskjell mellom middelverdier og ekstremverdier. Både utmatting og ekstremlaster er utfordrende å få kontroll på. I tillegg er det mer krevende å konvertere den irregulære effekten ved lave oscillerende hastigheter til strøm på nettet.

Må tenke nytt

– For at bølgekraft skal bli konkurransedyktig må man utvikle bølgekraftparker som er billige å produsere, installere og vedlikeholde, og som ikke havarerer i de verste stormene, sier forsker ved Sintef Ocean avd. for Energi og transport, siv.ing. Øyvind Ygre Rogne, som også har en doktorgrad på bølgekraft.

Systemer som konverterer den mekaniske energien til elektrisk kraft har tradisjonelt vært tenkt basert på enten hydraulikk, store direkte-generatorer eller luftturbiner (for eksempel Wells turbin), men det er vanskelig få til noe som er både effektivt, robust og tilnærmet vedlikeholdsfritt, forklarer Ygre Rogne.

Teknologiutvikling og klimatiltak er I ferd med å endre energimiksen i verden. Men hvor fort skjer det? Og hvilke former for energi vil være ledende i fremtiden?

Les første sak i serien: IEA legger fram doble grafer - utviklingen kan skje fortere enn de tror

Teknisk direktør Roy Ruså i Petoro: – Nøkkelen for norsk olje er konkurransekraft

Naturgass: Med CSS kan norsk gass bli en ren energikilde

– Fremtidige innovasjoner innen materialteknologi, turbinteknologi og elkraftteknikk kan utgjøre en stor forskjell for bølgekraften, sier Ygre Rogne.

Bygge smått i stor skala

Bølgene har høy energitetthet, og ganske små enheter kan oppnå en høy energiproduksjon relativt til størrelsen på enheten. En systemoptimalisering basert på å maksimere energiproduksjon per tonn med konstruksjon vil konkludere at parker med et stort antall små enheter er det gunstigste.

Selv om slike regnestykker kan se bra ut kommer det til kostnader knyttet til forankring, installasjon og vedlikehold i slike betraktninger, og da er det ikke lenger like opplagt at mange små enheter er gunstigst.

– Det mangler generelt konsensus rundt hva som er den optimale størrelsen på hver enhet i en park med bølgekraftverk, og tidligere bølgekraftkonsepter har stor bredde både når det gjelder den prinsipielle virkemåten og de fysiske dimensjoner på hver enhet, sier han.

Ulike varianter av teknologi for å fange bølgeenergi: 1. Punkt absorberende 2. Bølgedempende, 3. Oscillerende bølgeomformer, 4. Oscillerende vann kolonne, 5. Bølgekonsentrator/turbin, 6. Neddykket trykkdifferensial Foto: Wikimedia

Dette står i kontrast til for eksempel flytende vind, hvor det er mindre variasjon mellom konsepter og hvor trenden går mot stadig større vindturbiner. Den store variasjonen mellom konsepter er ikke bare et tegn på umoden teknologi, det viser også at bølgekraftverk bør skreddersy konseptene til bølgeforholdene.

Et bølgekraftverk som er ment å absorbere lange dønninger vil måtte designes annerledes enn et bølgekraftverk ment for å absorbere krapp vindsjø.

 Må innhente mer kunnskap

– Hvis bølgekraften skal få et gjennombrudd må vi dra nytte av den kunnskapen vi allerede har og bygge videre på den. Det finnes etablerte metoder for å regne på energiproduksjon, ekstremlaster og utmatting, som ikke er ufeilbarlige, men som i kombinasjon med småskala modellforsøk er det beste verktøyet man har i en konseptutvikling, sier Ygre Rogne.

Han påpeker at det ikke alltid er intuitivt hvordan bølgeenergi kan absorberes mest mulig effektivt.

 – Nettopp derfor er teori og verifiserte metoder nyttige. Det finnes masse forskningslitteratur akkumulert over flere tiår hvor man blant annet kan finne sammenligning av konsepter og verifikasjon av numeriske metoder mot modellforsøk, sier Ygre Rogne.

Ser ut som lange buktende slanger: En av tre bølgedempende såkalte Pelamismaskiner I Aguçadoura Wave Park utenfor Portugal. Foto: Wikimedia

Med noen få unntak har bølgekraftfeltet har vært preget av mindre foretak og enkeltpersoner med små ressurser som har vært utålmodige etter å få en prototyp i vannet. Dette er en veldig dyr måte å lære på.

– Jeg tror det er viktig å skynde seg langsomt - følge en stegvis konseptutvikling hvor de største endringene gjøres med liten ressursbruk i en tidlig fase og ved hjelp av numeriske metoder og småskala modellforsøk. Det er mye billigere å feile i et havbasseng enn ute på havet, og man kan slik ta seg råd til flere designiterasjoner, sier han.

Fremtiden for bølgeenergi 

I 2030 vil fornybare ressurser utgjøre en større del av energimiksen, og det byr på utfordringer. Både vind-, bølge- og solkraft har den ulempen at effekten varierer etter værforhold og ikke etter etterspørsel. Å ha et mangfold at energikilder vil være en fordel.

Bølgekraft kan bidra til å jevne ut den fornybare energiproduksjonen. Selv om bølgene dannes av vinden, varierer bølgeenergien mindre med tiden enn hva vindenergien gjør. Det er også en gunstig tidsforsinkelse i mellom toppen i tilgjengelig vindenergi og toppen i tilgjengelig bølgeenergi.

Artikkelen fortsetter nedenfor.

Bølgeenergifluks på verdenshavene: Energifluksen - energitransporten, er det mest representative målet på hvor mye energi som kan høstes i et havområde. Det måles i kilowatt per meter og beskriver hvor mye energi som transporteres i bølgeretningen per meter bølgefront i gjennomsnitt over et år. Eller enda mer spesifikt: den energien som transporteres gjennom et imaginært vertikalt rektangel som strekker seg fra overflaten og ned til bunnen med en bredde på 1 meter, og som står normalt på bølgeretningen. Små bølgekraftverk kan teoretisk absorbere en energimengde som svarer til en større bølgefront-bredde enn sin egen bredde, selv om dypgangen er mye mindre enn vanndypet, og slik sett oppnå en "virkningsgrad" høyere en 100%. Foto: Wikimedia

– Det finnes også andre synergier mellom offshore vindparker og bølgekraftverk som kan utnyttes. Vindturbinene i en park krever stor innbyrdes avstand for å fungere optimalt, og bølgekraftverk mellom disse kan gi bedre utnyttelse av allerede beslaglagte arealer, sier Ygre Rogne.

Slike kombinerte kraftverk til havs kan slik dele infrastruktur og landforbindelse, og kanskje også forankringssystem, noe som kan gjøre det lettere å gjøre bølgekraft lønnsomt. Hybrid-konstruksjoner, som absorberer både vind- og bølgeenergi, har også vært foreslått.

– Men det tar tid å bygge opp en industri, og 2030 kommer nok for fort for bølgekraften for at den kan gi et stort bidrag til energimiksen. Forhåpentligvis vil man innen da se noen vellykkede prosjekter og en positiv utvikling, sier Ygre Rogne.

Mulighet i nisjer

Det finnes likevel mindre nisjemarkeder hvor bølgekraften kan spille en rolle. Avsidesliggende øysamfunn som i dag får strøm fra dieselaggregat eller andre dyre energikilder kan være markeder hvor det er lettere å få lønnsomhet.

Direkte bruk av bølgeenergi til avsalting av saltvann, eller til produksjon av hydrogen, har også vært foreslått. For slike anvendelser er ikke nødvendigvis den irregulære effekten en ulempe.

Kommentarer (2)

Kommentarer (2)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå