Преобразователи морской энергии: прототипы теперь можно сертифицировать!

Кэтрин Бишофбергер, 8 августа 2024 г.

Преобразователи морской энергии требуют сертификации прототипа перед коммерческим внедрением. Теперь это предлагается органами сертификации, одобренными IEC.

Морская энергия — один из наименее известных возобновляемых источников энергии. Потенциал использования энергии океана, который до сих пор остается неиспользованным, огромен. Поскольку мир стремится достичь целевых показателей выбросов к 2050 году, разработчики технологий, участвующие в гонке со временем, стремятся сделать отрасль коммерчески жизнеспособной.

Различные технологии преобразования энергии

Океаны могут вносить вклад в получение энергии многими способами. Например, преобразователи волновой энергии извлекают энергию из движения волн. Они могут быть стационарными, плавающими или подводными устройствами. Другие преобразователи морской энергии (MEC) могут преобразовывать приливное течение, речное течение и тепловую энергию океана в электричество.

Поскольку они полагаются на новые технологии, MEC должны соответствовать нескольким требованиям безопасности и производительности, которые оцениваются по международным стандартам. Опубликованный IEC TC 114, техническим комитетом, который разрабатывает стандарты для морской энергетики, набор технических спецификаций IEC 62600 фокусируется на технологиях преобразования волновой, приливной, речных течений и тепловой энергии океана. Эти документы обеспечивают основу для их оценки с помощью Системы оценки соответствия IECRE. IECRE является одной из четырех систем оценки соответствия IEC и касается сертификации оборудования для применения возобновляемых источников энергии. Оценки проводятся независимыми сторонними органами по сертификации, признанными IECRE.

Поэтапные шаги в сертификации морской энергетики

В 2020 году Европейский центр морской энергетики (EMEC) был признан первой лабораторией по возобновляемым источникам энергии, работающей в секторе морской энергетики IECRE, с целью проведения оценок энергетических характеристик преобразователей приливной энергии, вырабатывающих электроэнергию.

Год спустя Lloyd's Register (LR) был принят в качестве первого в мире органа по сертификации возобновляемой энергии для морской энергетики (RECB). На сегодняшний день LR является единственным RECB, имеющим сферу деятельности в секторах ветроэнергетики и морской энергетики в рамках Системы оценки соответствия IECRE. Основываясь на своем опыте в качестве RECB, LR активно участвует в разработке эксплуатационных документов (OD) IECRE по морской энергетике, которые обеспечивают необходимую структуру для оценки MEC.

В 2023 году производитель преобразователей приливной энергии  Flex Marine Power получил первое в мире Заявление о технико-экономическом обосновании IECRE для своего преобразователя Swimmer TurbineTM SW2. Заявление было выпущено LR после утверждения Плана квалификации технологий в соответствии с IEC TS 62600-4 и OD 310-4. Ранее в этом году Quoceant Ltd. получила Заявление о технико-экономическом обосновании IECRE для компонента MEC, который поддерживает MEC и плавучие ветровые установки.

Сертификация прототипа – обязательное требование для MEC

Для поддержки следующих этапов процесса оценки IECRE опубликовал рабочий документ, который должен стать основой для оценки прототипов MEC. «Прототип морского преобразователя энергии — это устройство, которое может самостоятельно вырабатывать электроэнергию для испытаний. Его можно рассматривать как демонстратор, который может самостоятельно вырабатывать электроэнергию, но он не готов к коммерческому использованию», — объясняет эксперт IECRE и IEC TC 114, д-р Уинстон Д'Соуза.

Оценка прототипов MEC важна для морской отрасли, поскольку многие технологии все еще считаются незрелыми и не готовыми к массовому производству и коммерческому развертыванию, и не могут быть подключены к сети. «В отличие от ветряных турбин, разнообразие конструкций MEC, соответствующее конкретным местным ресурсам и гидрометеорологическим условиям, усиливает сложность различных технологий. Существует около восьми различных принципов работы только для преобразователей энергии волн. Физическая конструкция точечного поглотителя сильно отличается от преобразователя или аттенюатора колебательных волн, например», — объясняет д-р Д'Соуза.

Когда морская энергетика станет экономически выгодной?

Хотя тестирование прототипа является ключевым, оно ставит вопрос об экономической жизнеспособности морской энергетической отрасли, которая находится на стадии тестирования и создания прототипа уже более десятилетия. Когда это станет полноценным коммерческим предложением?

По словам доктора Д'Сузы, существует много причин для его медленного роста по сравнению с ветровым или солнечным секторами. «Различные регионы мира требуют локализованных решений из-за различной глубины воды, течений, подводной топологии, гидрометеорологических условий и т. д. Например, преобразователи тепловой энергии океана могут лучше подойти для экваториальных регионов, где потенциал для волновой или приливной энергии недостаточен. Но эти преобразователи, как правило, непригодны, если температурный градиент между поверхностью и более глубокими водами составляет менее 22 °C. Кроме того, развертывание чего-либо под водой по меньшей мере в десять раз дороже, чем на поверхности. Затраты важнее с точки зрения оборудования, исследовательской оценки, тестирования, создания прототипов, и это лишь некоторые из них. И это еще до того, как мы доберемся до коммерческого развертывания».

С другой стороны, по словам доктора Д'Сузы, большинство экспертов считают, что морская энергия может обогнать ветровую или солнечную в будущем. «Волны и приливы предсказуемы, в отличие от энергии ветра или солнечной фотоэлектрической (PV) энергии. Это означает, что производство энергии может быть в целом гарантировано, как только будет подтверждена соответствующая технология для местоположения. Развертывание солнечных фотоэлектрических систем ограничено регионами, где много солнца. Технология требует огромных массивов суши (или площадей водной поверхности) для развертывания огромных солнечных ферм, что невыполнимо для стран с ограниченной площадью суши, таких как, например, малые островные развивающиеся государства (SIDS), определенные ООН. То же самое можно сказать и о ветровых турбинах. И наоборот, поскольку почти три четверти мира покрыты водой, морская энергия идеально подходит для того, чтобы стать жизнеспособным возобновляемым источником энергии следующего поколения. Это объясняет, почему мы продолжаем наблюдать активный интерес к технологиям преобразования морской энергии», — заключает он.

etech.iec.ch/issue/2024-04/marine-energy-converters-prototypes-can-now-be-certified

 Подготовила Людмила Циновкина, специалист по менеджменту