Ideen bak er like genial som enkel:
– I prinsipp fungerer dette omtrent som en sykkelpumpe, sier ingeniør og prosjektleder Edgar Kvernevik i Kvernevik Engineering AS.
I to år har selskapet samarbeidet med idehaver og gründer Geir Arne Solheim i Havkraft AS om utviklingen og byggingen av bølgekraftverket. Nå er det ferdig installert i en tidligere garn/autoline-båt.
Før og etter: Slik så den ut, fiskebåten som i dag er blitt til et lite kraftverk. Nå ligger den ankret opp utenfor Stadt og produserer strøm. Målet til Havkraft AS er å oppskalere anlegget til hydrogenproduksjon. Foto: Havkraft AS
Klikk for å åpne
Men hvordan kan en fiskebåt fungere som en gigantisk sykkelpumpe?
Den utfordringen har utviklerne løst gjennom å utstyre båten med fire store kammer i baugen. Når bølgene møter båten, stiger vann-nivået i kamrene. Da oppstår det et luftrykk som driver fire turbiner, en for hvert kammer. I tillegg vil båtens stampebevegelse bidra til å skape lufttrykk i kamrene når bølgene er store. Utformingen av kamrene gjør at de virker på forskjellige bølgehøyder. Det gjør at energien utnyttes svært godt.
– På den måten produserer dette kraftverket strøm ved hjelp av det som kalles svingende vannsøyle. Det eneste vi må gjøre er å ankre det opp på svai i et havområde med nok bølger. Alt skal fjernstyres fra land, forklarer Kvernevik, som har brukt store deler av sitt yrkesliv til nettopp konstruksjon og design av båter.
- Les også Bygger hybrid sjark
En svingende vannsøyle er en delvis nedsenket, hul struktur. Den er åpen under vannlinjen, og i den øverste delen har man en luftlomme. Vannsøylen inne i strukturen stiger og synker i takt med bølgene. Trykkvekslingene som oppstår gjennom denne bevegelsen driver luftstrømmer inn og ut av svingekammeret i toppen av konstruksjonen. Kilde: Fornybar.no. Illustrasjon: Endre Bardal.
Klikk for å åpne
Kjent prinsipp – nytt bruksområde
Selskapet Havkraft AS som står bak den originale løsningen holder til i på Raudeberg i Nordfjord. Her har gründer Solheim, jobbet i mer enn 15 år med bølgekraft. Nå har de altså fått støtte fra Innovasjon Norge til å realisere ideen sin.
Prinsippet med såkalt “svingende vannsøyle” er kjent fra før. Å plassere bølgekraftverket i en fiskebåt er det imidlertid ingen som har gjort tidligere.
– I tillegg har det flytende kraftverket fått et spesielt forankringssystem som gjør at det hele tiden møter de innkommende bølgene. På denne måten sikres optimal angrepsvinkel mot bølgekraftverket hele tiden, forklarer Kvernevik.
Full kontroll på energiproduksjonen
Men de har flere med seg på laget: En av aktørene som har bidratt er MARINTEK, som har utviklet en matematisk modell av kraftverket, og kjørt en rekke simuleringer på bakgrunn av denne. Dette har gjort at man har større kontroll på hvor mye energi som faktisk kan hentes ut fra bølgene. Prosjektet er utviklet basert på både analyser, modellforsøk og fullskala simuleringer:
– Ved bruke simuleringer og dynamiske analyser sammen med modellforsøk har vi unngått å gå rundt grøten mange ganger med modeller i flere skalaer, som er det vanligste. Dette har vi spart både tid og penger på, sier Kvernevik. I dag har vi en fullskalamodell som er produsert og utplassert.
Installert effekt på anlegget er 4x50kW altså 200kW til sammen. Beregningene fra MARINTEK viser at det er mulig å produsere 320 000 kWt i løpet av et år. Det tilsvarer energi til ca 20 husstander.
Avansert ingeniørkunst
Selv om prinsippet bak kraftverket er enkelt, er det mye og avansert ingeniørkunst om bord:
Ingen av de bevegelige delene i kraftverket er i direkte kontakt med saltvannet. Og det eneste som beveger seg er turbinen, og den står på toppen av dekket. Dessuten er den konstruert slik at den går samme vei uansett om luftstrømmen er på “innpust” eller “utpust”.
I skrivende stund er båten Stadlandet, hvor Stadt Wind AS har konsesjon til testing av fornybar kraft. Dette er en av tre testposisjoner ved Stadhavet som til sammen utgjør Testområde Stadt.
I det samme området er det tidligere utredet utplassering av en stor offshore vindpark(1080MW-Stadtwind) basert på flytende vindturbiner. Området ble senere av NVE utpekt som et av få satsningsområder i landet for flytende offshore vindkraft. Årsmiddelvinden i området ligger på 11 meter i sekundet, noe som er høyere enn noen andre steder i Norge og Nordsjøen for øvrig. Dette tilsier at området definitivt er egnet for utnytting av fornybar kraft basert på vind og bølger.
For i de langsiktige prosjektplanene ligger også muligheten for å kombinere det flytende bølgekraftverket med vindturbiner.
Resultatet skal bli hydrogen
– Vi ser på dette prosjektet som en tretrinns-rakett, sier Kvernevik:
Først skal vi teste modellen vi nå har bygget, for å se at strømproduksjonen går som planlagt. Så skal det installeres et hydrogenproduksjonsanlegg om bord i fartøyet slik at strømmen som blir produsert kan lagres i form av hydrogengass, som vi har stor tro på vil bli framtidas drivstoff for biler. Vi skal være med å produserer hydrogen til en konkurransedyktig pris basert p en evigvarende ressurs, og med null utslipp, sier Kvernevik optimistisk
FAKTA:
Disse har deltatt i prosjektet:
Anlegget er bygget ved Stadyard på Raudeberg. Smartmotor i Trondheim har levert kraftelektronikken som omformer strømmen som generatorene produserer. Ulvesund Elektro i Deknepollen har stått for leveranse av elektronikken som gjør at det hele kan fjernstyres fra land. Turbinene som produserer strømmen er designet av Kvernevik Engineering , mens Nyborg har levert selve turbinene og huset som turbinene er plassert i. Offtek har utført beregninger og modellforsøk av anlegget. MARINTEK har utviklet regnemodellen bak kraftverket, og videre forsøk i havet skal bidra til forbedring av denne.
Til slutt skal det bygges et halvt nedsenkbar plattform med et bølgekraftverk på 4 MW med en 6 MW vindturbin på toppen.
MARINTEK i Trondheim er en av partnerne som har bidratt til å realisere bølgekraftverket:
– Vi har laget en enkel regnemodell av kraftverket. Nå skal det kjøres en rekke tester i havet, som vil gi Havkraft AS erfaring med drift i relevante omgivelser, sier hydrodynamiker og ekspert på bølgeenergi, Jørgen Hals Todalshaug i MARINTEK.
Testene vil i tillegg gi måleresultater som kan brukes til å forbedre og kalibrere regnemodellen slik at denne blir mer nøyaktig.
