Modell av flytende solkraftverk i lab hos SINTEF
Nei, det er ikke Lego. Dette er en modell av et flytende solkraftverk som består av 64 moduler i laboratoriet til SINTEF Ocean. Foto: SINTEF

Nå vil forskere sjøsette solkraftverk

Sola skinner like mye på havet som på landjorda. Her fins store arealer, og havet bidrar til viktig nedkjøling for teknologien. De første flytende solkraftverkene ser snart dagens lys utaskjærs.

Det er mange fordeler med å utnytte solenergi på havet: Verdifulle landområder kan frigjøres, det kan bli et grønt energialternativ til overfylte byer og det blir mulig å utnytte havområder som i dag er til liten nytte.

Dessuten kan vannbasert solenergi gi energiproduksjon et ekstra løft, både fordi det øker de tilgjengelige arealene for solkraft, men også fordi vann gir en naturlig kjøleeffekt på solpanelene. Det siste gir økt effektivitet og optimaliserer driften av slike anlegg.

 – Dette var et spesielt prosjekt for oss. Vi har aldri før testet en konstruksjon med så mange moduler.

Utviklingen av vannbaserte installasjoner er imidlertid ikke uten utfordringer. Installasjonene må tåle dynamiske forhold som bølger, vind og strømninger, og samtidig være konkurransedyktig på pris. Det er her ingeniører og forskere kommer inn i bildet.

 – Vår rolle er å løse markedets utfordringer ved å studere og teste installasjonene. Målet er å utvikle effektive og kostnadseffektive tekniske løsninger for solenergi, sier Nuno Fonseca, seniorforsker ved SINTEF Ocean.

Nylig gjennomførte de en modelltest som viser at flytende solkraftverk tåler mye – kanskje så mye at de kan sjøsettes langt til havs.

Erfaring gjennom modelltesting

En rapport fra Det Norske Veritas (DNV) peker på at solenergi må bli åtte til ti ganger større enn det er i dag innen 2030, dersom vi skal nå målene i Parisavtalen. 

Skal vi nå målene  må vi utfordre de tradisjonelle løsningene. Nå har forskere ved SINTEF testet en modell av et flytende solcelleanlegg i 1:13 skala i havbassenget. Det skjedde i et prosjektoppdrag fra Moss Maritime og Equinor.

Modellen ble utstyrt med sensorer som samlet bølgeinformasjon, bevegelse og belastninger i fortøyning og koblingspunkter. Moss Maritime brukte disse for å kalibrere den numeriske modellen sin, som senere skal brukes for å designe og optimalisere de faktiske installasjonene for Equinor.

Test av fortøyningssystem.

Her tester forskerne et forankringssystem som skal gi installasjonene nok frihet til å takle bølgene. De lilla sensorene måler bevegelsene. Foto: SINTEF

 – Dette var et spesielt prosjekt for oss. Vi har aldri før testet en konstruksjon med så mange moduler, sier SINTEF-forsker Galin Tachihev, som leder modelltestingen.

 – Modellen består av totalt 64 flytere som er koblet sammen. Testen viste at vi er godt rustet til å håndtere slike komplekse installasjoner, sier han.

 – Samarbeidet mellom Moss Maritime og Equinor er nyskapende fordi det utforsker muligheten til å installere på utsatte lokaliteter.

 – Samfunnet har hundrevis av år med erfaring med tradisjonelle marine strukturer, men dette området er nytt, og da blir modelltesting spesielt viktig. Det er kompliserte systemer med kompleks oppførsel. Og modelltesting i havbassenget lar oss produsere pålitelige data for konstruksjonens oppførsel under realistiske forhold, utdyper Nuno Fonseca. 

Fakta:

 I SINTEFs havlaboratorium  utvikler forskerne design og bygger modeller av flytende konstruksjoner som så testes under fysiske forhold. Her kan bølger, vind og strømninger simuleres i sann tid. Dataene fra modelltestene brukes både til å finne forbedringsområder på de flytende installasjonene, og til å verifisere numeriske modeller – altså datasimuleringer av samme forsøk.

Dette er viktig for å kunne dokumentere styrken og sikkerheten til marine konstruksjoner.

 

Tar konseptet utaskjærs

 – Samarbeidet mellom Moss Maritime og Equinor er nyskapende fordi det utforsker muligheten til å installere på utsatte lokaliteter.

Det sier Øyvind Helland, som er forskningsdirektør i SINTEF Ocean.

 – Dagens konsepter er for det meste designet for innsjøer og vannkraftreservoar, og mange av dem ville komme til kort om de ble utsatt for bølger, sier han.

SINTEF Ocean er også involvert i Equinors pilotanlegg for flytende sol utenfor Frøya. Målet er å utvide pilotanlegget til å bli ett fullskala forsknings- og utviklingsanlegg. Her vil forskere kunne jobbe tett på SINTEF ACE og det fremtidige Ocean Space Centre.

 – En av de største fordelene vil bli å ha flere lokaliteter i umiddelbar nærhet, og at de utfyller hverandre. Dette er en av våre styrker, sier Øyvind Hellan.

Videre med tverrfaglig samarbeid

Forskerne ønsker å fortsette det tekniske arbeidet med modelltesting av flytende sol-konstruksjoner i utsatte områder til havs. I tillegg skal teamet samarbeide med kolleger som kan se på samfunnsmessige aspekter, og på hvilke påvirkninger installasjonene vil ha på miljøet.

 – Norsk industri har en sterk og unik posisjon som ledende innen fornybar energi, offshore teknologi og marine operasjoner, sier Hellan.  – Norge har kunnskapsbasen og SINTEF Ocean har teknologien vi trenger for å muliggjøre vekst i dette markedet.

KILDER:

8 times more wind and solar power needed by 2030 to help meet Paris climate target, DNV GL finds

Energy Transition Outlook 2019