Ny rigg vil hindre bølgekraft i å ebbe ut

Den nye testplattformen skal teste ulike komponenter i en bølgekraftomformer samtidig, for å gi et helhetlig bilde av hvordan komponentene oppfører seg og påvirker hverandre, ifølge Sintef.

I det internasjonale prosjektet Impact, som Sintef er med i, er det utviklet en såkalt «dobbel hardware-in-the-loop testplattform», som består av en drivverksrigg og en strukturell komponentrigg.

I testplattformen kjører disse to riggene samtidig, før de mates tilbake i en sanntidssimulator og kobles sammen som en digital tvilling. Sammen med miljødata skal disse dataene brukes for å gjøre det lettere å avdekke hvor feil kan oppstå i bølgekraftverk, ifølge Sintef.

Trivielle feil

Forskerne mener en slik tilnærming vil gjøre det lettere å forstå hvordan bølgekraftomformere og undersystemer oppfører seg under ulike miljøforhold.

En bølgekraftomformer omdanner energi fra havbølger til elektrisk energi.

– Mange prosjekter presenterer svært lovende løsninger for bølgekraftomformere, men svikter ofte når de settes ut til havs. Feilen ligger ofte ikke i selve løsningen, men i komponentene, sier seniorforsker José Miguel dos Santos Sousa Rodrigues i Sintef til TU.

Han mener det er svært vanlig at bølgekraft-prototyper feiler på grunn av pakninger, fortøyninger som ryker og andre «trivielle feil».

– Ofte fører dette til at hele prosjekter stanser, fordi investorene ser at de har brukt mye penger på en løsning de tror ikke fungerer, fortsetter han.

Vil bedre påliteligheten

– Selv om utviklingen av bølgekraftomformere har gjort betydelige fremskritt de siste årene, gjenstår det flere store utfordringer før denne teknologien kan kommersialiseres. Spesielt når det gjelder å sikre enhetens pålitelighet og ytelsen til kraftuttaket, skriver forskerne i et nyhetsbrev.

Bølgekraft er fortsatt svært lite utviklet, men noen mindre prosjekter har sett dagens lys.

– Bølgeenergi er den vanskeligste fornybare energien å fange, sa Carl Martin Larsen ved Institutt for marin teknikk på NTNU til Strøm i 2019.

Varierende forhold, korrosive havmiljøer og begroing stiller høye krav til elektriske og strukturelle komponenter.

Rodrigues forteller at isolert testing av komponenter sier svært lite om levetiden og holdbarheten i marine miljøer. Kilden til utfordringene ligger imidlertid i at bølgekraftverk er laget for å resonnere med bølgene. Flytende havvind må også tåle slike påkjenninger, dog i mye mindre grad.

– Det er nærliggende å tenke seg at siden mange av komponentene allerede brukes i offshore-industrien, burde de også fungere i bølgekraftverk. Men i motsetning til mange strukturer som brukes i olje- og gassindustrien, er bølgekraftomformere laget for å resonnere i bølger. Det gir generelt mye høyere utmattelse, fortsetter han.

Må takle potensielle vinterstormer

En annen utfordring er å sørge for at vinterstormene ikke overbelaster det elektriske systemet – for det kan bli for mye av det gode.

– Ironisk nok er jo hele prinsippet med bølgekraft å absorbere energi fra bølgene, men når vinteren kommer, vokser bølgene, noe som over tid rett og slett kan gi mer strømproduksjon enn det omformerne takler, sier han.

– Holder det ikke bare å bygge robust nok?

– I en ideell verden kunne man nok gjort bølgekraftverk så robuste at de tåler enhver påkjenning, men i virkeligheten blir det for dyrt og ikke konkurransedyktig med andre løsninger. Så vi må rett og slett teste hva som funker, sier han.

Vil teste bølgekraft opp mot 250 kW

Riggen har allerede blitt brukt til å teste beltene i drivverket til Ceto 6-bølgekraftverket som utvikles av Carnegie Clean Energy.

Arbeidet med riggen inngår som del av det internasjonale Impact-prosjektet, som har som mål å utvikle en bølgekraft-rigg som kan teste kraftverk med ytelser på opp mot 250 kW.

Det EU-støttede prosjektet er et samarbeid mellom Sintef, University College Cork, VGA og Y4C.