Konsorcium DeepCwind - DeepCwind Consortium

Logo konsorcia DeepCwind

The Konsorcium DeepCwind je národní konsorcium univerzit, neziskových organizací, veřejných služeb a lídrů v oboru. Posláním konsorcia je ustanovit stát Maine jako národního vůdce v plovoucí pobřežní větrná technologie. Velká část práce konsorcia a výsledného výzkumu byla financována americkým ministerstvem energetiky, národními vědeckými nadacemi a dalšími.[1]

Úsilí konsorcia DeepCwind vyvrcholilo v University of Maine čeká na udělení patentu VolturnUS, technologie plovoucího betonového trupu může podporovat větrné turbíny ve vodních hloubkách 45 metrů a více a má potenciál významně snížit náklady na větrnou energii na moři.[2]

Přehled

Konsorcium DeepCwind bylo původně financováno v roce 2009 jako součást Americký zákon o zotavení a reinvesticích (ARRA) prostřednictvím amerického ministerstva energetiky. University of Maine obdržela 7,1 milionu dolarů na založení konsorcia a návrh a nasazení prototypů plovoucích pobřežních turbín. Součástí tohoto financování byl plán výzkumu: „optimalizace návrhů pro plovoucí platformy vyhodnocením možností použití odolnějších, lehčích, hybridních kompozitních materiálů, vyrobitelnosti a logistiky nasazení.“[3]

Plovoucí hlubinné větrné farmy umístěné deset nebo více námořních mil (nmi) od pobřeží mohou hrát zásadní roli při dosažení cíle ministerstva energetiky dosáhnout 20% větrné energie do roku 2030. Hlubinný pobřežní vítr je dominantním americkým oceánským energetickým zdrojem, což představuje potenciál téměř 3 100 TW -h / rok. To také:

  • Překonává viditelné problémy, které zpozdily nebo zabránily některým nearshore projektům.
  • Umístí výrobu energie blíže k hlavním populačním centrům USA.
  • Umožňuje přístup k výkonnějšímu zdroji větru třídy 6 a 7.
  • Snižuje v průběhu času náklady na větrnou energii snížením nákladů na přenos ze vzdálených pozemních lokalit a zjednodušením logistiky nasazení a údržby.

S ohledem na tyto vlastnosti plánuje Maine vybudovat síť plovoucích pobřežních větrných farem o výkonu 5 GW a 20 miliard USD, aby přispěla k severovýchodním potřebám obnovitelné energie v USA.[4] Maine má nejhlubší vody v blízkosti svých břehů, přibližně 200 stop hluboké na 3 NMI a 89% Maineho 156 GW pobřežního větrného zdroje je v hlubokých vodách. Stát také nabízí rozsáhlou infrastrukturu námořního průmyslu a blízkost jednoho z největších trhů s energií v zemi.

Výsledky výzkumu

Konsorcium DeepCwind zveřejnilo Maine Offshore Wind Report v únoru 2011. Zpráva „zkoumá ekonomiku a politiku, integraci elektrické sítě, větrný a vlnový, batymetrický, půdní a environmentální výzkum. Obsahuje také souhrny montážních a stavenišť, kritické problémy pro vývoj a povolování projektů a analýza dopadů Jonesova zákona. “[5]

VolturnUS byl spuštěn ze zařízení Cianbro's Brewer, ME 31. května 2013. Na snímku zleva doprava: kancléř systému University of Maine James Page, prezident námořní akademie Maine William Brennan, Patrick Woodcock, kongresman Michael Michaud, senátorka Susan Collins, Peter Vigue, Jose Zayas, programový manažer amerického ministerstva energetiky pro větrnou a vodní energii, prezident University of Maine Susan Hunter, senátor Angus King a Dr. Habib Dagher, ředitel UMaine Composites Center.

V červnu 2013 konsorcium nasadilo 20 kW[6] VolturnUS 1: 8, vysoký 65 stop prototyp plovoucí turbíny to je 1: 8 v měřítku designu s průměrem rotoru 6 megawattů (MW) a 450 stop. VolturnUS 1: 8 byla první pobřežní větrná turbína v Americe připojená k síti.

V červnu 2016 právě projekt New England Aqua Ventus I vedený UMaine získal status nejvyšší úrovně od amerického technologického demonstračního programu pro offshore vítr (DOE). New England Aqua Ventus I je dvoumotorový turbínový (6 MW) plovoucí pobřežní větrný pilotní projekt vzdálený 14 mil od pobřeží Maine, vyvinutý společností Maine Aqua Ventus, GP, LLC. Cílem pilotního projektu je demonstrovat tuto technologii v plném rozsahu, což umožní vybudování plovoucích farem v USA a ve světě ve 20. letech 20. století a přinese do pobřežních populačních center levnější a čistou obnovitelnou energii.[7]

Partnerské organizace a původní výzkumné iniciativy

Konsorcium vedené University of Maine zahrnuje univerzity, neziskové organizace a veřejné služby; široká škála průmyslových lídrů v oblasti offshore designu, offshore výstavby a výroby námořních struktur; firmy s odbornými znalostmi v oblasti projektování větrných elektráren, environmentálních analýz, zákonů o životním prostředí, kompozitních materiálů, které pomáhají při navrhování a výběru materiálů odolných proti korozi a energetických investic; a průmyslovými organizacemi, které pomáhají s aktivitami v oblasti vzdělávání a přenosu technologií.

Úkol 1: Mikrositování, geofyzikální průzkumy a geotechnické inženýrství

Primárním cílem mikrosituování, geofyzikálních výzkumů a geotechnického inženýrství byla charakterizace prostředí mořského dna pro kotvení turbín na zkušebním stanovišti hlubinných větrných elektráren University of Maine v zálivu Maine. Činnosti koordinovaly geologické a geotechnické inženýrské informace s metoceanovými silami vyhodnocenými v úkolu Offshore Turbine Testing, Monitoring a Reliability a pomáhaly při navrhování účinných kotev a kotev pro plovoucí pobřežní větrné turbíny v rámci úkolu Design Floating Turbines and Lab Testing. Dalším cílem tohoto úkolu bylo poskytnout dokumentaci umístění lokality a řešit bezpečnost a navigaci v lokalitě, jakmile budou nainstalovány turbíny a kotviště.

Partneři: University of Maine Department of Civil and Environmental Engineering, James W. Sewall Company, Maine Maritime Academy, University of Western Australia Center for Offshore Foundation Research

Úkol 2: Studie environmentálních / ekologických dopadů

Veřejné právo Maine 270, které umožnilo zřízení zkušebního místa pro hlubinné větry na univerzitě v Maine, vyžadovalo, aby byly ohledně monitorování a plánování životního prostředí na zkušebním místě konzultovány následující státní a federální agentury:

  • Oddělení vnitrozemského rybolovu a divoké zvěře
  • Ministerstvo mořských zdrojů
  • Katedra ochrany přírody
  • pobřežní hlídka
  • Army Corps of Engineers
  • NOAA Rybářství

Tyto agentury požadovaly plány umístění, navigace, odstranění projektu, nápravných opatření a environmentálního / ekologického monitorování. Vyžadovali také zprávy a aktualizace o aktivitách na webu.

  • Mikrositování a geofyzikální výzkumné činnosti
  • Batymetrické průzkumy
  • Průzkum ke kontrole přítomnosti historicky významných zdrojů
  • Vytvoření plánu webu
  • Vytvoření navigačního a bezpečnostního plánu
  • Monitorovací činnosti v oblasti životního prostředí / ekologie

Měly existovat studie specifické pro divokou zvěř pro:

  • Benthic bezobratlí
  • Ryba
  • mořští savci
  • Ptáci a netopýři
  • Pro účely monitorování životního prostředí nebudou shromažďována žádná živá zvířata.

V rámci plánu monitorování životního prostředí / ekologie, který byl součástí žádosti o povolení místa na zkoušku, byl zvážen přezkum potenciálních hrozeb pro mořský život a byla navržena zmírňující opatření. Mezi potenciální oblasti zájmu, kterým se tato zpráva věnuje, patří:

  • Zapletení mořských savců do kotevních šňůr a struktur.
  • Narušení oblastí migrace a krmení.
  • Stávky ptáků a netopýrů.
  • Přitahování ryb nebo mořských savců na plošiny.
  • Přerušení směru a zaměření vlnové energie.
  • Lidské dopady.
  • Vizuální dopady.
  • Možné narušení historických nebo kulturně významných oblastí.

Veškeré činnosti související s mikrosítem, monitorováním životního prostředí a ekologií a povolovacími činnostmi byly prováděny od zahájení projektu v roce 2010 do konce projektu v roce 2012.

Partneři: University of Maine School of Marine Sciences, University of Maine School of Biology and Ecology, Island Institute, Gulf of Maine Research Institute, New Jersey Audubon Society, Pacific Northwest National Laboratory

Úkol 3: Povolení a zásady

Podle nedávno přijatého Maine Public Law 2009, kapitoly 270 (LD 1465), se nachází University of Maine Deepwater Offshore Wind Test Site poblíž ostrova Monhegan, oblasti vybrané státem.[8] Tato stránka byla podrobně analyzována prostřednictvím procesu výběru stránek státu.

Tím, že Maine určil testovací místo, tým pro povolení a politiku zajistil konkrétní povolení pro navrhovaný projekt od všech příslušných místních, státních a federálních povolovacích orgánů. V souladu s požadavky aplikace, aby bylo možné získat všeobecné povolení podle LD 1465, tým pro povolení a zásady ve spolupráci s týmy pro mikroskopické a ekologické monitorování předložil požadovaným státním a federálním agenturám zprávu popisující:

  • Stávající komerční rybolov a další využití v oblasti projektu, jakož i mořské zdroje.
  • Podrobný plán monitorování bentických bezobratlých, ryb, mořských savců a volně žijících ptáků.
  • Plán monitorování hladin okolního hluku, který je pravděpodobně spojen s konstrukcí projektu a v případě potřeby s jakýmikoli následnými operacemi a opatřeními pro zamezení a zmírnění.
  • Plány veřejné bezpečnosti plavby.
  • Plán odstranění projektu.

Tým pracoval na vývoji těchto plánů po konzultaci s federálními, státními a místními agenturami i se zúčastněnými stranami.

Partneři: James W. Sewall Company, Kleinschmidt, HDR / DTA

Úkol 4: Návrh plovoucí turbíny, výběr materiálu a laboratorní testování

Primárním cílem úkolu Design plovoucí turbíny bylo:

  • Částečně ověřte spojené aeroelastické / hydrodynamické modely vyvinuté společností NREL.
  • Optimalizujte návrhy platformy integrací odolnějších, lehčích a hybridních kompozitních materiálů.
  • Vypracovat kompletní design jedné nebo více platforem s plovoucí turbínou v měřítku, které jsou schopné podporovat větrnou turbínu v rozsahu 10 až 250 kW pro nasazení na zkušebním místě pro hlubinné větrné elektrárny na University of Maine.

Partneři: Advanced Structures and Composites Center, Maine Maritime Academy, Technip USA, National Renewable Energy Laboratory, Sandia National Labs, Ashland, Inc., Kenway Corporation, Harbor Technologies, PPG Industries, Owens Corning, Zoltek, Polystrand, Inc.

Úkol 5: Testování, monitorování a spolehlivost turbín na moři

Skupina Fyzická oceánografie (PhOG) na univerzitě v Maine nasadila a provozovala oceánografickou datovou bóju s telemetrickými schopnostmi v reálném čase na zkušebním stanovišti hlubinných větrných elektráren na pobřežním ostrově Monhegan na univerzitě v Maine. Oceánová datová bóje byla nasazena před testováním nádrže a zůstala v provozu po celou dobu projektu, aby bylo možné monitorovat oceánografické, meteorologické a obecné podmínky prostředí. Monitorovací důraz byl kladen na rychlost a směr větru, viditelnost, směrové vlny a proudy vodního sloupce.

Partneři: University of Maine Physical Oceanography Group, University of Maine School of Marine Sciences

Úkol 6: Vzdělávání a dosah

University of Maine, Maine Maritime Academy a Northern Maine Community College vyvinuly několik studijních programů, aby vytvořily vyškolenou pracovní sílu pro stát Maine. Aby se zajistilo, že komunita jako celek rozumí našemu výzkumu a vývoji, našlo konsorcium DeepCwind četné příležitosti ke sdílení a diskusi o cílech, plánech aktivit a výsledcích výzkumu. Konsorcium uspořádalo veřejná setkání, aby projednalo výběr místa pro zkoušku offshore větrných elektráren na univerzitě v Maine, představilo se na konferencích v rámci státu a po celé zemi a dokonce učilo interaktivní testovací činnost v nádrži na více než 500 studentů K-12. přes Maine. Tyto a další aktivity pokračovaly po celou dobu trvání projektu.

Partneři: Advanced Structures and Composites Center, University of Maine College of Engineering, University of Maine Department of Industrial Cooperation, Maine Maritime Academy, Northern Maine Community College, American Composites Manufacturers Association, Maine Composites Alliance, Maine Wind Industry Initiative

Úkol 8: Výroba a nasazení SpolečnostUMaine a její subdodavatelé vedli výrobu a nasazení plovoucí větrné turbíny v měřítku přibližně 1/8. Studie nasazení se snažila identifikovat klíčové faktory nasazení a instalace. Údaje o výkonu shromážděné z platformy v měřítku 1/8 byly použity k dalšímu ověření numerických modelů platformy vyvinutých společností NREL a dalšími.

Partneři: Advanced Structures and Composites Center, Cianbro Corporation, General Dynamics Bath Iron Iron, Maine Maritime Academy, Emera Maine, Central Maine Power Company, Technip USA, Reed and Reed, SGC

Viz také

Reference

  1. ^ „DeepCwind Consortium“. Centrum pokročilých struktur a kompozitů UMaine. University of Maine. Citováno 5. července 2016.
  2. ^ „New England Aqua Ventus I Selected by the DOE for up to $ 39,9 Million in Additional Funding“. Centrum pokročilých struktur a kompozitů UMaine. Archivovány od originál dne 19. července 2016. Citováno 5. července 2016.
  3. ^ Státní poznámky k zákonu o energetickém využití: Maine (PDF). Americké ministerstvo energetiky. 1. června 2010. s. 5. Citováno 5. července 2016.
  4. ^ Dagher, Habib (září 2012). Zpráva o pobřežním větru z Maine Deepwater (PDF). Orono, ME: University of Maine. str. 567. Archivovány od originál (PDF) dne 6. října 2015. Citováno 5. července 2016.
  5. ^ „Zpráva o větru na moři“. Centrum pokročilých struktur a kompozitů UMaine. University of Maine. Citováno 5. července 2016.
  6. ^ „Konsorcium DeepCwind - VolturnUS - testovací web Dyces Head“. 4C na moři. Citováno 24. listopadu 2016.
  7. ^ „New England Aqua Ventus I Selected by the DOE for up to $ 39,9 Million in Additional Funding“. Centrum pokročilých struktur a kompozitů UMaine. University of Maine. Archivovány od originál dne 19. července 2016. Citováno 5. července 2016.
  8. ^ Miller, Kevin (4. června 2009). „Baldacci podepisuje návrh zákona o energii oceánu“. Bangor Daily News. Citováno 5. července 2016.

externí odkazy