Το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ (DOE) και ο Λευκός Οίκος έχουν κάνει τον υπεράκτιο άνεμο κεντρικό σχέδιο σχεδίων για την ενίσχυση της ενεργειακής υποδομής του έθνους, ανακοινώνοντας έναν στόχο για την ανάπτυξη 30 gigawatts υπεράκτιου ανέμου έως το 2030 - ένα τεράστιο άλμα από τα 42 μεγαβάτ (MW) βρίσκεται σε λειτουργία. Αυτό όχι μόνο θα μπορούσε να παρέχει αρκετή ηλεκτρική ενέργεια για να τροφοδοτήσει 10 εκατομμύρια αμερικανικά σπίτια και να μειώσει τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα κατά 78 εκατομμύρια μετρικούς τόνους, αλλά θα μπορούσε επίσης να υποστηρίξει έως και 77,000 νέες θέσεις εργασίας.

Η επιτυχία αυτής της πρωτοβουλίας θα βασιστεί, σε μεγάλο βαθμό, σε εταιρικές σχέσεις για την επιτάχυνση της έρευνας και ανάπτυξης (Ε & Α) και τη δημιουργία νέων υπεράκτιων συστημάτων σε ένα τόσο φιλόδοξο χρονικό πλαίσιο. Το Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (NREL) είναι βέβαιο ότι βρίσκεται στο επίκεντρο πολλών από αυτές τις προσπάθειες, συμβάλλοντας εμπειρογνωμοσύνη στην έρευνα που σχετίζεται με την υπεράκτια αιολική ενέργεια καθώς και την οικοδόμηση συνασπισμών.

Το NREL έχει ένα μακρύ, επιτυχημένο ιστορικό συνεργασίας με συνεργάτες στη βιομηχανία, φορείς σε όλα τα επίπεδα διακυβέρνησης και την ερευνητική κοινότητα. Οι συνεργασίες έργων υπεράκτιας αιολικής ενέργειας έχουν δώσει στο NREL την απαραίτητη εικόνα για την ανάπτυξη καινοτομιών που επιλύουν πραγματικά προβλήματα και γίνονται τα αναγνωρισμένα πρότυπα για τη βιομηχανία. Για παράδειγμα, το 80% όλων των πρωτοτύπων για υπεράκτιες αιωρούμενες πλατφόρμες έχουν σχεδιαστεί με τη βοήθεια εργαλείων ανάλυσης ανοιχτού κώδικα NREL - τα οποία δημιούργησε το NREL μέσω συνεργασίας με συνεργάτες εργαστηρίου.

Με τις πρόσφατες ανακοινώσεις ενός εθνικού στόχου για την ανάπτυξη 30 gigawatts αιολικής ενέργειας υπεράκτιας έως το 2030 και τη μετάβαση για την εγκατάσταση του πρώτου έργου αιολικής ενέργειας ανοικτής θάλασσας στις ΗΠΑ, η NREL και οι συνεργάτες της είναι έτοιμες να βοηθήσουν στην επίτευξη αυτού του φιλόδοξου στόχου. Οι ημι-υποβρύχιες υπεράκτιες πλατφόρμες ανέμου αντιπροσώπευαν το 89% των υποδομών σε έργα αιωρούμενου ανέμου είτε εγκατεστημένα είτε ανακοινώθηκαν το 2019. Άλλα έργα μπορεί να χρησιμοποιούν υποστρώματα πλατφόρμας με σπάτουλα ή ένταση. Γραφικά από τον Josh Bauer, NREL

Οι συνεργάτες του NREL βοήθησαν το εργαστήριο να δημιουργήσει μια ευρεία, σε βάθος κατανόηση των μοναδικών προκλήσεων των υπεράκτιων περιβαλλόντων. Οι απομακρυσμένες τοποθεσίες του υπεράκτιου ανέμου, τα βαθιά νερά και οι ακραίες καιρικές συνθήκες και οι συνθήκες του ωκεανού παρουσιάζουν πρόσθετα εμπόδια σχεδιασμού, εγκατάστασης και λειτουργίας με τη μορφή αποδοτικότητας, κόστους και αντοχής.

Οι υπεράκτιες συνεργασίες αιολικής ενέργειας συνδυάζουν την ερευνητική εμπειρογνωμοσύνη του προσωπικού της NREL με την τεχνογνωσία των βιομηχανικών εταίρων, την προοπτική χάραξης πολιτικής των κυβερνητικών φορέων και την πρόσθετη υποστήριξη από άλλα εργαστήρια και πανεπιστήμια. Οι ερευνητές συνεργάζονται με συνεργάτες στο χαρακτηρίζουν αιολικούς πόρους, βελτιστοποίηση φυτών και στροβίλων, ανάλυση των τεχνοοικονομικών και της αγοράς παράγοντες, να αξιολογεί τις πιθανές περιβαλλοντικές επιπτώσεις.

Συγκεκριμένα, οι συνεργάτες βασίζονται στην πρωτοποριακή έρευνα της NREL για την ενίσχυση της απόδοσης και της βιωσιμότητας της αγοράς τεχνολογίες πλωτής πλατφόρμας χρειάστηκε να συλλάβει ενέργεια στις τοποθεσίες βαθέων υδάτων που αντιπροσωπεύουν σχεδόν το 60% των υπεράκτιων αιολικών πόρων των ΗΠΑ. Οι ερευνητές του εργαστηρίου έστρεψαν πρόσφατα την προσοχή τους στο ενοποίηση της υπεράκτιας αιολικής ενέργειας με χερσαία χρησιμότητα συστήματα για την αύξηση της αξιοπιστίας, της ανθεκτικότητας και της αποτελεσματικότητας του δικτύου.

Μεταφορά υπεράκτιας αιολικής ενέργειας βασίζεται σε εξοπλισμό όπως υποθαλάσσια καλώδια για τη μεταφορά ισχύος στην ηπειρωτική χώρα.

Στο Fiscal Year (FY) 2021, περισσότερα από 10 εκατομμύρια δολάρια χρηματοδότησης για έργα ανοικτής θαλάσσιας έρευνας NREL προέρχονταν από συνεργασίες με τη βιομηχανία. Η ομάδα του NREL συνεργάζεται με περισσότερους από 45 εμπορικούς, κυβερνητικούς και ερευνητικούς οργανισμούς σε υπεράκτια, χερσαία και διανεμημένα έργα έρευνας αιολικής ενέργειας το 2021.

Αυτό αντικατοπτρίζει τη συνολική επιτυχία του εργαστηρίου στην καλλιέργεια συνεργασιών. Τα τελευταία 12 χρόνια, η NREL έχει φέρει 1 δισεκατομμύριο δολάρια σε συμβόλαια εταιρικής σχέσης, με περισσότερες από 900 ενεργές συμφωνίες εταιρικής σχέσης και κοντά σε 600 μοναδικούς συνεργάτες το FY 2020.

Με την πρώτη εμπορική ανάπτυξη υπεράκτιας αιολικής έθνους πρόσφατα εκκαθαρίστηκε για εγκατάσταση από το Υπουργείο Εσωτερικών των ΗΠΑ στα ανοικτά των ακτών της Μασαχουσέτης, η ομάδα υπεράκτιων αιολικών πάρκων NREL ελπίζει να συνεργαστεί με νέους συνεργάτες για να αναπτύξει τη βάση συνεργασίας και να συμβάλει ακόμη περισσότερο σε αυτήν την αναπτυσσόμενη βιομηχανία τα επόμενα χρόνια.

Δίνοντας στη βιομηχανία τα εργαλεία για να ανταγωνιστείτε

Οι συνεργάτες του κλάδου γνωρίζουν ότι μπορούν να αξιοποιήσουν το πνευματικό κεφάλαιο έμπειρων ερευνητών NREL για να αναπτύξουν και να βελτιώσουν τις πρωτοποριακές τεχνολογίες υπεράκτιων αιολικών και να παρέχουν την ισορροπημένη, κατάλληλη για την αγορά καθοδήγηση που απαιτείται για την επιτυχή ανάπτυξη. Επιπλέον, το NREL προσφέρει στους συνεργάτες της βιομηχανίας ερευνητική συνεργασία, τεχνική βοήθεια, καθοδήγηση ανάπτυξης, χρήση ερευνητικών εγκαταστάσεων και αδειοδότηση τεχνολογίας.

«Η συνεργασία με τη βιομηχανία είναι το κλειδί για να βεβαιωθούμε ότι η Ε & Α μας αντιμετωπίζει ζητήματα και προτεραιότητες του πραγματικού κόσμου, συμβάλλοντας παράλληλα στη μεταφορά επιστημονικών γνώσεων από το εργαστήριο στην αγορά», δήλωσε ο κύριος μηχανικός του NREL Jeroen van Dam. "Δίνουμε στους υπεράκτιους προγραμματιστές τα εργαλεία για την επίτευξη ισοτιμίας στην αγορά - και δίνουμε στις Ηνωμένες Πολιτείες πόρους για να ενταχθούν στο πεδίο των διεθνών παικτών."

Μέσω συνεργασιών με τους κύριους υπεράκτιους αιολικούς ρυθμιστές - το Bureau of Ocean Energy Management (BOEM) και το Bureau of Safety and Environmental Enforcement - και σε συντονισμό με το επιχειρηματικό δίκτυο για τους υπεράκτιους αιολικούς και τους εμπορικούς οργανισμούς της American Clean Power Association, το NREL βοηθάει την ανάπτυξη βιομηχανικών προτύπων που θα καθορίζουν τις απαιτήσεις για την ανάπτυξη κλίμακας χρησιμότητας υπεράκτιου ανέμου στις Ηνωμένες Πολιτείες. Η ομάδα συνεργάζεται επίσης με μεμονωμένες εταιρείες - από νεοσύστατες εταιρείες έως καθιερωμένες εταιρείες - συμπεριλαμβανομένων χειριστών συστημάτων, προγραμματιστών, κατασκευαστών αρχικού εξοπλισμού, προμηθευτών ενέργειας και επενδυτών. Πολλές εταιρείες των ΗΠΑ συμμετέχουν επί του παρόντος στην κατασκευή, λειτουργία ή υποστήριξη αλυσίδων εφοδιασμού που σχετίζονται με υπεράκτια συστήματα.

Το εργαστήριο παρέχει μια αξιόπιστη πηγή για αντικειμενική εμπειρογνωμοσύνη και επικυρωμένα δεδομένα, ενισχύοντας παρά να ανταγωνίζεται τις προσπάθειες της βιομηχανίας. Η έρευνα NREL επικεντρώνεται σε τεχνολογίες πρώιμου σταδίου, όπου οι επενδύσεις της βιομηχανίας τείνουν να είναι λιτές, ενώ στοχεύουν επίσης προτεραιότητες Ε & Α με δυνατότητες για μελλοντική εμπορευματοποίηση. Αυτό περιλάμβανε τη συνεργασία σε εργαλεία που χρειάζονται για τη βιομηχανία να αναπτύξει τελικά μεγαλύτερους, πιο ισχυρούς στροβίλους και να βελτιστοποιήσει την απόδοση του συστήματος, την αποδοτικότητα, την αξιοπιστία και την προσιτή τιμή.

Το NREL λαμβάνει υπόψη ευρύτερους οικονομικούς παράγοντες κατά την εκτίμηση του δυνητικού αντίκτυπου της έρευνας και ανάπτυξης υπεράκτιων αιολικών. Η υπεράκτια αιολική ενέργεια θα μπορούσε να προκαλέσει περισσότερα από 12 δισεκατομμύρια δολάρια ετησίως σε επενδύσεις κεφαλαίου των ΗΠΑ σε έργα υπεράκτιας αιολικής ενέργειας και να προωθήσει σημαντική δραστηριότητα και ανάπτυξη για λιμάνια, εργοστάσια και κατασκευές.

Το NREL λαμβάνει επίσης υπόψη μεγαλύτερους οικονομικούς παράγοντες κατά την εκτίμηση του δυνητικού αντίκτυπου της έρευνας και ανάπτυξης υπεράκτιων αιολικών. Τελικά, εκτιμάται ότι ο υπεράκτιος άνεμος θα μπορούσε να προκαλέσει περισσότερα από 12 δισεκατομμύρια δολάρια ετησίως σε επενδύσεις κεφαλαίου στις ΗΠΑ και προωθούν σημαντική δραστηριότητα και ανάπτυξη για λιμάνια, εργοστάσια και κατασκευαστικές εργασίες.

Οι αναλυτές του NREL βοηθούν τους προγραμματιστές και άλλους συνεργάτες του κλάδου να αποκτήσουν κρίσιμη, αμερόληπτη κατανόηση της ισορροπίας μεταξύ των πιθανών υπεράκτιων αιολικών δαπανών, εσόδων και κινδύνων στο ευρύτερο πλαίσιο τεχνικών, νομικών, κανονιστικών, φορολογικών και πολιτικών θεμάτων. Οι εκθέσεις αγοράς NREL παρέχουν τα δεδομένα που απαιτούνται για την υποστήριξη της λήψης αποφάσεων, συμπεριλαμβανομένων πληροφοριών ζωτικής σημασίας για την οικοδόμηση του ειδικευμένου εργατικού δυναμικού που απαιτείται για την ανάπτυξη της βιομηχανίας.

Δημιουργία συνασπισμών για την τόνωση της καινοτομίας

Η NREL έχει παράσχει διαρκή ηγεσία για τη δημιουργία συνεργατικών συνεργασιών που συγκεντρώνουν κορυφαία μυαλά από μια σειρά τομέων για να σχηματίσουν ένα εικονικό think tank υπεράκτιων εμπειρογνωμόνων για την έρευνα στον αέρα. Σε αυτόν τον συντονιστικό ρόλο, το NREL ενεργεί ως καταλύτης για την ανταλλαγή πληροφοριών, την αντιμετώπιση μεγάλων ερευνητικών έργων και την παροχή στον κλάδο και των υπευθύνων λήψης αποφάσεων με το σώμα των επιστημονικών γνώσεων που απαιτούνται για την υποστήριξη νέων προσεγγίσεων.

Οι Walt Musial και Brent Rice του NREL συνεργάζονται για να περιηγηθούν στο πρώτο πλωτό υπεράκτιο αιολικό πάρκο στον κόσμο στα ανοικτά των ακτών του Peterhead της Σκωτίας. Φωτογραφία από τον Brent Rice, NREL

Ένα σημαντικό συστατικό του πρόσφατα ανακοίνωσε την αμερικανική υπεράκτια αιολική πρωτοβουλία που ανακοίνωσε ο Λευκός Οίκος καλεί την Εθνική Κοινοπραξία Offshore Wind R&D (NOWRDC) να βελτιώσει την τεχνολογία που απαιτείται για την ανάπτυξη σε κλίμακα που δεν υπήρχε προηγουμένως σε αυτήν τη χώρα. Το NOWRDC, το οποίο διαχειρίζεται η Αρχή Έρευνας και Ανάπτυξης Ενέργειας της Νέας Υόρκης (NYSERDA) με συνεισφορές από τέσσερις άλλες πολιτείες συν DOE, επωφελείται από την τεχνική διεύθυνση του NREL Offshore Wind Platform Lead Walt Musial, καθώς και από την τακτική εκπροσώπηση του εργαστηρίου στο η συμβουλευτική ομάδα Ε & Α NOWRDC και ηγεσία διαφόρων έργων.

«Οι προγραμματιστές και οι πολιτείες έθεσαν πραγματικά το ρυθμό», δήλωσε ο Musial. «Είναι τελικά αυτοί που θα είναι υπεύθυνοι για την ανάπτυξη και τη λειτουργία νέων υπεράκτιων συστημάτων. Η δουλειά μας είναι να τους οπλίσουμε με τις πληροφορίες που χρειάζονται για να μεγιστοποιήσουν την παραγωγή καθαρής ενέργειας με τρόπους που θα λειτουργούν καλύτερα για να τους βοηθήσουν να επιτύχουν το χαμηλότερο κόστος για το έργο τους. "

Η συμμετοχή του εργαστηρίου στις προσπάθειες συνασπισμού φτάνει σε όλη τη χώρα και σε όλο τον κόσμο. Πολλά ερευνητικά καθήκοντα του Διεθνούς Οργανισμού Ενέργειας Wind Technology Collaboration Programme (IEA Wind), τα οποία εμπλέκουν ακαδημαϊκούς και βιομηχανικούς κλάδους σε τρεις ηπείρους, διευθύνονται από ερευνητικό προσωπικό της NREL. Αυτό περιλαμβάνει την ανάπτυξη ενός Στρόβιλος αναφοράς 15 MW σε συνεργασία με το IEA Wind και το DOE's Wind Energy Technologies Office για να βοηθήσουν στο σχεδιασμό μεγαλύτερων, ισχυρότερων στροβίλων επόμενης γενιάς.

Οι παγκόσμιες και εθνικές συνεργασίες της NREL βοηθούν στο σχεδιασμό μεγαλύτερες, πιο ισχυρές, τεχνολογίες υπεράκτιας αιολικής επόμενης γενιάς, όπως ο στρόβιλος αναφοράς IEA Wind 15-MW.

Το NREL έχει μια μακρά, επιτυχημένη ιστορία συνεργασιών με διεθνή και αμερικανικά πανεπιστήμια και ερευνητικά ιδρύματα, συμπεριλαμβανομένων άλλων εθνικών εργαστηρίων. Οι πανεπιστημιακές συνεργασίες του εργαστηρίου περιλαμβάνουν καθηγητές που συνεργάζονται σε έργα NREL, ερευνητές NREL που συμβουλεύουν μεταπτυχιακούς φοιτητές και έργα που υποστηρίζονται από χρηματοδότηση πανεπιστημίου. Οι κοινοπραξίες που περιλαμβάνουν πολλά ιδρύματα και μεγαλύτερες συνεργασίες που περιλαμβάνουν διάφορα διαφορετικά πρακτορεία, πανεπιστήμια, εργαστήρια και συνεργάτες του ιδιωτικού τομέα, προσφέρουν μια σειρά από προοπτικές για υπεράκτιες αιολικές λύσεις.

Οι συνεργατικές προσπάθειες που υποστηρίζονται από άλλες κυβερνητικές υπηρεσίες των ΗΠΑ, συμπεριλαμβανομένου του γραφείου DOE's Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) και της Εθνικής Ωκεανικής και Ατμοσφαιρικής Διοίκησης (NOAA), βασίζονται επίσης στην ερευνητική εμπειρογνωμοσύνη του NREL. Για παράδειγμα, η ARPA-E χρηματοδότησε το πρόγραμμα Aerodynamic Turbines Lighter and Afloat με Nautical Technologies και Integrated Servo-control (ATLANTIS) για την ανάπτυξη νέων πλωτών ανεμογεννητριών υπεράκτιων ανεμογεννητριών ενσωματώνοντας αυστηρά συστήματα ελέγχου και σχεδιασμό. Η NREL ηγείται τριών έργων ATLANTIS, σε συνεργασία με ένα άλλο εθνικό εργαστήριο, τέσσερα πανεπιστήμια και τέσσερις συνεργάτες του κλάδου.

Πατώντας Εμπειρογνωμοσύνη υπεράκτιου ανέμου One-of-a-Kind

Λοιπόν, γιατί όλοι αυτοί οι οργανισμοί επιλέγουν να συνεργαστούν με το NREL σε υπεράκτια ερευνητικά έργα αιολικής ενέργειας;

Ορισμένες συνεργατικές επιχειρήσεις βασίζονται στην υψηλή απόδοση της NREL Υπερυπολογιστής Eagle και παγκόσμιας κλάσης Πανεπιστημιούπολη Flatirons ερευνητικές εγκαταστάσεις για να θέσουν τις καινοτόμες υπεράκτιες τεχνολογίες και στρατηγικές αιολικής ενέργειας μέσω των βημάτων τους. Τα εργαλεία λογισμικού NREL επιτρέπουν στους ερευνητές και τους συνεργάτες να κατασκευάζουν μοντέλα και να προσομοιώνουν την απόδοση με βάση τις τρομερές συλλογές δεδομένων του εργαστηρίου.

Ωστόσο, η NREL προσφέρει επίσης μοναδική εμπειρία από το προσωπικό της από 150 επιστήμονες, μηχανικούς και αναλυτές αιολικής ενέργειας, πολλοί από τους οποίους συμβάλλουν στην πολυεπιστημονική τους γνώση σε υπεράκτια έργα. Με πολλές αθροιστικές δεκαετίες ερευνητικής εμπειρίας, η ομάδα είναι σε θέση να αξιοποιήσει μια βαθιά βάση γνώσεων ειδικά για τον υπεράκτιο άνεμο, καθώς και ευρύτερη συμβολή εμπειρογνωμόνων σε συναφείς κλάδους όπως η αιολική ενέργεια επίγειου εδάφους, άλλοι τομείς παραγωγής καθαρής ενέργειας , μετάδοση και ολοκλήρωση. Αυτή η οριζόντια προσέγγιση οδήγησε πρόσφατα τους επιστήμονες να αποκαλύψουν νέες αποτελεσματικότητες για μετατροπή της αιολικής ενέργειας σε υδρογόνο που μπορούν εύκολα να αποθηκευτούν και να χρησιμοποιηθούν για μια σειρά εφαρμογών.

Σε έρευνες, πολλοί συνεργάτες έχουν δώσει υψηλή βαθμολογία στο NREL για τη συνεργατική του προσέγγιση, ξεχωριστές τεχνικές δυνατότητες και ισχυρή κατανόηση των τρεχουσών αναγκών και προτεραιοτήτων.

«Αν θέλουμε να γίνει πραγματικότητα το φιλόδοξο όραμα του έθνους για την υπεράκτια αιολική ενέργεια, όλοι πρέπει να βάλουμε μαζί», δήλωσε ο Musial.

«Αυτές οι συνεργασίες με τη βιομηχανία, τα πανεπιστήμια, άλλα εργαστήρια και κυβερνητικές υπηρεσίες είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη της σωστής τεχνολογίας, την εγκατάστασή της στις σωστές τοποθεσίες και τη σύνδεσή της με το δίκτυο, έτσι ώστε να μπορούμε να μεγιστοποιήσουμε τη συμβολή της υπεράκτιας στο προσιτό μείγμα καθαρής ενέργειας της χώρας. "

Το άρθρο είναι ευγενική προσφορά του NREL, το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ.

Coinsmart. Beste Bitcoin-Börse στην Ευρώπη
Πηγή: https://cleantechnica.com/2021/06/13/offshore-wind-power-a-centerpiece-of-us-department-of-energys-power-plans/