Wykorzystanie statków rybackich po godzinach, czyli hydrogenerator pozyskujący energię pływów morskich

Energetyka rozproszona to bez dwóch zdań przyszłość ludzkości. Dzięki generacji ze źródeł odnawialnych w pobliżu miejsca wykorzystania energii możemy coraz bardziej uniezależniać się od zatruwających środowisko paliw kopalnych. Głównym elementem polskiej energetyki rozproszonej są prosumenckie mikroinstalacje fotowoltaiczne. Rząd, chcąc urozmaicić nieco ten sektor, wprowadził dotację na przydomowe turbiny wiatrowe. Niemniej jednak sądząc po rezultatach pierwszych miesięcy obowiązywania programu Moja Elektrownia Wiatrowa, nie można mieć większych nadziei, że ten rynek osiągnie choćby w części tak dobry wynik, taki jak fotowoltaika. Przypomnijmy, że mikroinstalacji fotowoltaicznych w Polsce jest 1,4 miliona. Dla porównania w ciągu 2 miesięcy obowiązywania programu MEW rozpatrzono zaledwie 19 wniosków…

Dlaczego o tym wspominamy? Przede wszystkim dlatego, że energetyka małych rozproszonych źródeł wytwórczych może przybierać różne formy. Co więcej, wszystko wskazuje na to, że dywersyfikacja w tym aspekcie jest jak najbardziej wskazana. Prawdą jest, że fotowoltaikę najprościej zamontować – nie trzeba robić badań wietrzności, a wystarczy tylko obserwacja, czy dach lub miejsce na gruncie nie jest zacienione. Są też jednak takie rozwiązania, które spokojnie moglibyśmy nazwać specjalistycznymi. Nie każdy będzie miał okazję z nich skorzystać, ale warto wiedzieć, że coraz to nowsze technologie pojawiają lub dopiero pojawią się na rynku. Niekiedy są to adaptacje dobrze nam już znanych rozwiązań. Przyjrzyjmy się więc takiemu rozwiązaniu, które pomoże wykorzystać statki do generowania energii elektrycznej.

Potencjał pływów morskich jest ogromny, ale niewykorzystany

Firma Sitkana to założony w 2021 roku start-up, którego celem jest sprawić, że nadmorska część Alaski będzie mogła być zaopatrywana w energię elektryczną pochodzącą z pływów morskich. Zanim wspomnimy o ciekawym rozwiązaniu, które opracowali amerykańscy konstruktorzy, to dowiedzmy się nieco więcej o źródle energii, na którym bazuje omawiana przez nas technologia. 

Energia pływów morskich jest jednym z najmniej wykorzystanych odnawialnych źródeł energii na świecie. A potencjał jest naprawdę spory, choć brakuje opracowań w tym zakresie. Ocean Energy Europe podaje, że szacowany globalny zasób energii pływów wynosi 800-1200 TWh. Bardziej powściągliwi są niektórzy badacze, którzy wskazują, że potencjał oscyluje w granicach 150-800 TWh. Dla porównania – według IEA pływających i stałych morskich turbin wiatrowych wynosi 420 TWh, czyli porównywalnie do energii pływów, gdybyśmy patrzyli na średnią z drugiego zakresu. Potencjał to jedno, a wykorzystanie go to zupełnie inna sprawa. Jak podaje IRENA, offshore w 2022 roku odpowiadał za 1,9% światowej produkcji energii elektrycznej, dostarczając 162 TWh. W tym samym czasie pozostała energetyka morska – falowanie i pływy – zapewniły 960 GWh, czyli niecałą 1 TWh.

Wracając to nowatorskiego rozwiązania – Sitkana stworzyła modułowy hydrogenerator, który wykorzystuje energię pływów morskich. Celem tego wizjonerskiego projektu jest wykorzystanie potencjału bezczynnych statków rybackich podczas zim na Alasce. Wyposażając statek w urządzenie hydroelektryczne od Sitkany, można go przekształcić w pływający generator prądu. W efekcie pozyskuje się potrzebną energię, maksymalizując zyski z posiadania łodzi. To z pewnością ciekawe rozwiązanie, zwłaszcza że na Alasce, jak i w innych regionach stale rośnie zapotrzebowanie na energię elektryczną. 

Chinook i Orca – dwa rozwiązanie od amerykańskiego start-upu

Sitkana stworzyła dwa rodzaje urządzeń – Chinook i Orca, z czego ten pierwszy jest sztandarowym produktem firmy. To nic innego niż modułowy hydrogenerator. Nie są co prawda jeszcze dostępne, ale niebawem będzie można je zamawiać w przedsprzedaży. Firma oczekuje, że Chinook zostanie dostarczony pod koniec 2025 roku, a Orca w kolejnym roku. Ten pierwszy dedykowany jest do wykorzystania właśnie na statkach. Do jego montażu potrzebny jest mały dźwig lub wysięgnik, czyli standardowe wyposażenie łodzi rybackiej. Pojedynczy moduł Chinook waży 45,4 kg i ma rozmiar 2x1 m. 

Z kolei Orca to zakotwiczony, samonośny system, który może pomieścić wiele urządzeń Chinook – do 10 sztuk. Moc pojedynczego modułu to 1,6 kW, tak więc moc całej instalacji Orca może osiągnąć nawet 16 kW. Instalację systemu Orca musi przeprowadzić statek z dźwigiem, który zdoła podnieść całe urządzenie. 

“Jeden Chinook może naładować statek mieszkalny. Dom jednorodzinny w pobliżu prądów pływowych może wymagać systemu Orca z czterema urządzeniami Chinook (7,2 kW). Orca jest konfigurowalna od 3,6 kW do 16 kW” – informuje Sitkana.

Czy morskie stworzenia mają powody do obaw?

Jak podają producenci, system jest bezpieczny dla morskich stworzeń. Łopatki obracają się powoli i nie mają końcówek z powodu zastosowania obręczy widocznej na powyższych zdjęciach. W tym roku Sitkana przeprowadza szczegółowe badania na rybołówstwo. Istnieje też inna kwestia, którą trzeba rozwiązać, ponieważ może stanowić zagrożenie dla środowiska wodnego. Mianowicie chodzi o materiał, z którego Chinooki są stworzone – jest to plastik. Firma podkreśla, że ten materiał może wytrzymać pod wodą bardzo długi czas bez większych szans na utratę swoich właściwości pod wpływem słonej wody morskiej, ale nie będzie miał ku temu okazji. Dlaczego?

“Nasze urządzenia będą stale poddawane recyklingowi co kilka lat, więc nigdy nie będą miały czasu rozłożyć się na mikroplastiki. Ostatecznie będziemy pozyskiwać materiały z oceanów. Wszystkie urządzenia zostaną poddane recyklingowi przez Sitkana. Nigdy nie będziemy mieć odpadów z tworzyw sztucznych” – zapewniają twórcy Chinooka oraz systemu Orca.

Konserwacja się nie opłaca?

Pozostaje jeszcze jedna kwestia – konserwacja. W środowisku wodnym bardzo prosto, aby hydrogeneratory pokryły się glonami lub elementami, które znajdują się w oceanie. Jest na to proste lekarstwo – cały system można łatwo podnieść przy pomocy dźwigu lub wysięgnika, a następnie umyć myjką ciśnieniową. 

“W przypadku gdy małże i glony znacząco obniżą wydajność, urządzenia zostaną wymienione i poddane recyklingowi” – podaje Sitkana.

Ze względu na niskie koszty i możliwość recyklingu nie trzeba wykonywać rutynowej konserwacji. Sitkana chce to rozwiązać w następujący sposób – urządzenia będą działać do momentu awarii, a następnie zostaną wymienione. Z każdego popsutego modułu konstruktorzy będą chcieli wyciągnąć jak najwięcej informacji, aby w kolejnych latach udoskonalać swój projekt, który może w przyszłości obejmie większy obszar niż wybrzeże Alaski. Prosumencka morska energetyka pływów morskich może nie ma szans, aby równać się z fotowoltaiką czy nawet turbinami wiatrowymi, ale w konkretnych warunkach może sprawdzić się równie dobrze. Nadzieję w tym zakresie podziela również Departament Energii Stanów Zjednoczonych, który ostatnio projektowi przyznał dotację.

Źródło: sitkana.com, iea.org, irena.org, gwec.net
Zdjęcie główne: sitkana.org