TME

Енергетична революція, що прийшла з моря

03 Мар 2019

Наразі світ перебуває лише на порозі масового використання енергетичного потенціалу хвиль. Компанія SINN Power із м. Мюнхен хоче змінити це за допомогою свого модульного та економічно ефективного перетворювача енергії хвиль. Система успішно пройшла початкові тести (зокрема, завдяки використанню технологічних рішень від LAPP).

Іноді найкращі ідеї виникають у свідомості, коли їх найменше очікуєш. Так було і з Філіпом Сінном, коли він відправився подорожувати на яхті, аби трохи розвіятися та відволіктися від доволі напруженої роботи на посаді консультанта в автомобільній галузі. Серед бурхливих хвиль він замислився про їхню величезну енергію та міць. Повернувшись додому, Філіп почав наполегливо працювати та розробив економічно ефективний спосіб перетворення енергії хвиль в електроенергію за допомогою доволі простої технології. Згодом він втілив свої задумки в матеріал для кандидатської дисертації, яка дала йому змогу у 2014 році заснувати компанію SINN Power. Наразі компанія, у складі якої працює десять спеціалістів, розташовується в тому самому будинку в Гаутинзі біля Мюнхену, де колись жив Сінн. Вона активно працює над розв’язанням питань розвитку енергопостачання в майбутньому. Пліч опліч із фахівцями компанії працюють ще 15 студентів, головне завдання яких — привносити свіжі знання зі своїх досліджень. «Вони є важливою складовою роботи нашої компанії», —зазначає Сінн.

Усі дослідження, а також роботи з остаточного налаштування обладнання ведуться в підвалі. Тут металеві компоненти, друковані плати, генератори, вимірювальне обладнання та кабелі збираються в модулі. Після чого за допомогою простого механізму з'єднання із цих модулів утворюються більш великі надводні матриці. У нижній частині кожного модуля розташований дисковий поплавок, діаметром до трьох метрів, завдяки якому вся конструкція рухається в унісон із хвилями. Цей рух передається нагору через десятиметровий стрижень, що приводить у дію до восьми генераторів —вони здійснюють перетворення енергії руху в електроенергію. У майбутньому планується встановити механізм синхронізації передавання енергії, завдяки якому шків генератора завжди повертатиметься в одному напрямку (незалежно від того, чи рухається стрижень вгору або вниз).

Всупереч усім буревіям

Наскільки добре система працює, нам довів Йоханнес Штук, який у компанії відповідає за розвиток комерційної складової. Щоби наочно продемонструвати це, він показав нам відео, яке було зняте минулої зими в гавані грецького міста Іракліон. На ньому показані величезні хвилі посеред шторму, які обрушуються на два модулі другого покоління, що були закріплені на причальній стіні в гавані в червні 2018 року. «Не хвилюйтесь, ніхто не постраждав», —запевнив нас пан Штук. Надійний захист забезпечується спеціальною конструкцією та надійними компонентами обладнання, до складу яких входять кабелі та роз'єми від провідного німецького виробника —компанії LAPP, що можуть спокійно витримувати негативний вплив хвиль і морської води.

У червні 2018 року в порту Іракліона, на Криті, було встановлене друге покоління тестових модулів SINN Power. Вони можуть витримувати будь-який негативний вплив морської води та навіть міць десятиметрових штормових хвиль

Окремо було сказано про роль, яку зіграв у налагодженні зв’язків із компанією LAPP Херманн Робл — людина, яка вражає своєю спроможністю швидко мислити та генерувати нові ідеї. Він має інженерну освіту та відповідає в компанії за здійснення продажів. Пан Робл встановив, що невідома йому фірма SINN Power заходить на сторінку інтернет-магазину LAPP, шукаючи кабелі та роз'єми, які можна використовувати в морській воді. Робла це заінтригувало. «Я не вагаючись відправився до них і відразу захопився тим, над чим вони працюють», — повідомив він. Відтоді компанія LAPP перетворилася на основного помічника стартапу, який забезпечує його не тільки необхідними комутаційними компонентами, але й технічною інформацією. За словами пана Робла, потенціал цієї технології важко переоцінити.

Обладнання, встановлене в Іракліоні, оснащене пристроєм, завдяки якому робоча інформація передається до Гаутінгу в реальному часі. У піковому режимі кожен модуль здатен генерувати до 24 кВт енергії. Середній показниквихідної потужності є більш скромним —він становить 2,5 кВт.Це здебільшого зумовлене використанням невеликого поплавця. Наразі компанія планує розробити та почати виробництво наступного покоління модулів із більш великими поплавцями діаметром три метри, завдяки чому обсяги генерації електроенергії мають зрости вдвічі. Загалом, матриці такого типу, уконструкції яких будуть передбачені сім блоків — по три модулі кожний, зможуть генерувати до 550 000 кВт*годин на рік. Цьогобуде досить для забезпечення електроенергієюдо 100 домогосподарств[1].

Енергія хвиль, як панацея для усунення енергетичного голоду

Одним із недоліків, притаманних практично всім відновлювальним джерелам енергії, є їхня неспроможність виробляти електроенергію послідовно. Навіть найбільша вітряна турбіна не працює без вітру, а найбільш сучасні фотоелектричні елементи не можуть виробляти електроенергію вночі. Заповнення цих прогалин потребує пошуку альтернативних рішень. Однією з них може бути статисила хвилі. Це джерело здатне брати на себе основне навантаження, тобто забезпечувати генерацію електроенергії, коли іншеобладнання з будь-яких причин буде простоювати. Таке поєднання відновлювальних джерел є особливо цікавим у разі застосування децентралізованої схеми виробництва електроенергії (наприклад, на якомусь острові). Але водночас треба розуміти, що насправді потенціал технології є набагато більшим. За інформацією від представників SINN Power компанія наразі планує встановлювати перетворювачі хвильової енергії впоки що незаповненіпрогалини, що утворилисяміж окремими турбінами великих морських вітрових електростанції. Іншою альтернативою є монтаж пристроїв настінах у гаванях, як це вже було зроблено в Іракліоні.

Найпридатнішими для цих систем є зони, що розташовуються поблизу екватора. Для більшої наочності Йоханнес Штук показав нам карту світу, на якій високі хвилі з великим потенціалом енергії позначені зеленим кольором, а їхня безперервність відмічена різними відтінками синього. Ідеальним місцем для встановлення перетворювачів хвильової енергії є зони, де ці кольори зливаються між собою. З цієї точки зору ідеальним є, наприклад, Карибський басейн, оскільки тут високі хвилі не вщухають упродовж усього року. Крім того, цей регіон також є оптимальним ринком для технологійвикористання відновлювальних джерел енергії, оскільки наразі країни Карибського басейну щороку витрачають на електроенергію, вироблену дизельними генераторами, 1,3 мільярда євро. Окрімфінансової вигодине потрібно забувати і про явну екологічну користь, пов’язаною з відмовою від дизельного обладнання, яке призводить до викидів у атмосферу забруднювальних вихлопних газів.

Перші проекти в Африці

Наразі до компанії прийшли перші запити щодо налагодження співпраці з Африки —континенту, де чимало людей живе та працює в прибережних районах, у яких енергопостачання часто-густо є досить поганим. Комерційні контракти, укладені з островами Кабо-Верде,надали компанії SINN Power можливість втілення своїх технологій використання хвильової енергії в комерційно життєздатні рішення. Так, наприклад, до 2021 року має бути завершений проект добудови ферми з вирощування креветок, де буде використовуватися енергія хвиль. Крам того, SINN Power отримала підряд на виконання техніко-економічного обґрунтування в Конакрі —портовому місті Гвінеї, замовником якого є британсько-ізраїльський консорціум. Кінцевою метою ТЕО є зведення хвильової електростанції, призначеної для постачання енергії в прилеглі райони. Уже початкові дослідження продемонстрували переваги використання комбінованих джерел енергії. Під час сезону дощів,із травня по вересень, щільність енергії хвиль зростає, а сонячної та вітрової енергії, навпаки, падає.

Треба визнати , що Філіп Сінн не був першою людиною, якій спала на думку ідея використання енергії хвиль для виробництва електроенергії. Перші експерименти в цій сфері датовані ще 18-м століттям, хоча в кінцевому підсумку вони виявилися надто складними та дорогими. Отже, завдяки чому SINN Power може виграти там, де інші зазнали поразки? За словами Йоганна Штука, уся справа полягає в масштабованості модульної конструкції, яку пропонує компанія. Її конкуренти здебільшого будують свої системи на суднобудівних заводах, перш ніж буксирувати їх до місця призначення. Зазвичай такі системи складаються з важких компонентів, які надто складно виробляти у великих обсягах. Багато прибережних регіонів світу просто не мають необхідної інфраструктури для використання таких технологій. На відміну від інших, компанія SINN Power виготовляє свої модулі безпосередньо на місці. Треба зазначити, що оскільки обладнання компанії з юридичної точки зору вважається пришвартованим судном, для його встановлення все ще потребується офіційний дозвіл від Hanseatic Lloyd. Але Філіп Сінн пишається тим, що впродовж лише трьох років його компанія, а точніше технології, які вона розробляє, змогли обійти всіх своїх конкурентів і перетворитися на справжнього лідера ринку: «Усе це відбулося, незважаючи на величезні суми, які вони (конкуренти) інвестували в цю галузь упродовж десятиліть». Наразі всі конструктивні особливості обладнання компанії надійно захищені серією відповідних патентів.

Підтримка з боку компанії LAPP із самого початку роботи

У 2019 році компанія планує розширити програму тестувань. В Іракліоні будуть встановлені три нових, технічно більш вдосконалених модуля. Після цього планується, що у 2020 році буде побудована перша плавуча електростанція, що складатиметься з 35 окремих модулів. У її конструкції також будуть використовуватися кабелі від LAPP. Світовий лідер ринку інтегрованих з’єднувальних систем зацікавлений у ще більш тісній співпраці, завдяки якій він сподівається підвищити якість своєї продукції. Одна з пропозицій пана Робла полягала в тому, щоби через рік експлуатації обладнання в Іракліоні вилучити кабелі та провести їхнє випробування у власних приміщеннях компанії LAPP для того, щобивиявити будь-які зміни в ущільненнях. Разом із кабельними вводом SKINTOP, LAPP також пропонує кабелі ÖLFLEX, за допомогою яких електроенергія передається від генераторів, кабелі для передавання даних UNITRONIC,контрольні кабелі ÖLFLEX ROBUST 210, а такожнайсучаснішу продукцію для друкованих плат. Також планується використання підводних кабелів. «Я був знайомим із продукцією LAPP ще відтоді, коли  працював електриком на заводі BMW, де їхні кабелі є дуже популярними», —повідомив нам фахівець у галузі електроніки Симон Крюнер. Пан Крюнер відповідає в SINN Power за розроблення електронних систем, і він дуже задоволений підтримкою, що надається компанією LAPP.

Симон Крюнер надає перевагу високоякісним кабелям виробництва LAPP для силових генераторів SINN

Довгострокове фінансування

Херманн Робл пообіцяв і надалі надавати підтримку компанії SINN Power, оскільки за її розрахунками, розроблені технології не зможуть бути розгорнуті в повному обсязі раніше 2021 року. Наразі головна увага зосереджена на скороченні витрат завдяки комбінуванню великої кількості ідентичних компонентів і використанню контролера, який зможе прогнозувати моделі хвиль заздалегідь —ще за години та навіть дні до їхньої появи. Упродовж п'яти років компанія SINN Power має намір знизити ціну за електроенергію, що виробляється на її хвилевих електростанціях, до 10 євроцентів за кВт*годину, або навіть менше (залежно від хвильових умов). Якщо їй це вдасться, компанія стане конкурентоспроможною по відношенню до інших джерел відновлюваної енергії таособливо по відношенню до дизельних генераторів. Наразі компанія змоглаотримати довгострокове фінансування від свого інвестиційного партнера —Schweizer Kapital. «Якщо ви ще не знаєте, 60% усього населення світу мешкають на узбережжі», — розповів нам Філіп Сінн. — І енергія хвиль може задовольнятисуттєву частину їхніхпотреб в електроенергії».

Симон Крюнер демонструє Херманну Роблю принцип роботи енергетичного перетворювача енергії виробництва SINN Power

Компанія LAPP вже має досвід роботи з технологіями відновлюваної енергії, що використовувалисяв інших проектах, де вона, наприклад, розробляла системи підключення до джерел сонячної енергії. У межах одного з таких проектів LAPP надала у 2016 році кабельне обладнання для вітрових турбін з інтегрованими насосами. Досягти нових висоту цій сфері їй допомагає один із лідерів ринку природних джерел енергії — компаніяMax Bögl Wind, основні потужності якої розташовані в Гайльдорфі поблизу Штутгарта. У разі появи надлишку енергії вітру, вода з долини перекачується в насосне сховище. Тут вона може використовуватися для компенсації нестачі енергії в періоди надто слабкого вітру завдяки використанню трьох потужних турбін, розташованих у долині. У межах цього проекту компанія LAPP постачала контрольні кабелі, силових кабелі великої потужності, а також кабелі для передавання даних, що монтувалисяу вітрових турбінах. Вона завжди вчасно доставляла свою продукцію безпосередньо на будівельний майданчик.

[1]https://www.energieheld.de/blog/energieverbrauch-eines-wohnhauses/ (у Німеччині)

Вы должны войти, чтобы оставлять комментарии.

© 2019 Журнал "Украина Электро"