Flytende mobil vindmølle skal gi lønnsom energi

Langt til havs blåser det mye og vinden er sterk, men det er for dypt til å kunne bygge bunnfaste vindmøller. Store deler av norsk kontinentalsokkel egner seg bare for flytende havvind for å høste de store vindressursene.

Vær og vind kan gjøre det utfordrende og kostbart å installere og vedlikeholde vindmøller. Nytt konsept for flytende havvind kan redusere kostnadene.

– Det er den reversible låsemekanismen som er unik i dette prosjektet. Det er den som gjør det mulig å kjøre tårnet opp og ned uten bruk av kranskip. Vi vil finne den optimale låsemekanismen, som skal bidra til å holde kostnadene nede, sier Antonie Oosterkamp, seniorforsker i NORCE.

Flytende havvind er fortsatt betydelig dyrere enn bunnfast havvind, som igjen er dyrere enn vind på land. Bruk av store dyre kranskip under installasjon og vedlikehold av havvindmøller er en viktig driver av kostnadsforskjellen mellom vindkraft til havs og på land.

Enklere og rimeligere

Vindturbinkonseptet, Bluewind, skal gjøre det enklere og rimeligere å installere turbiner, bytte rotorblader og gjøre annet reparasjons- eller vedlikeholdsarbeid uten bruk av store kostbare kranskip.

– Jeg er 100 % sikker på at Bluewind eller lignede prosjekter vil tvinge seg fram. Hvis vi skal lykkes med flytende havvind, må LCOE kosten ned, sier Kåre Olav Krogenes, administrerende direktør i Bluewind.

LCOE (levelized cost of electricity) er en kalkuleringsformel for å kunne sammenligne forskjellige strømkilder. Det gjøres ved å ta utgangspunkt i gjennomsnittlige totalkostnader for å bygge og drifte et kraftverk. Formelen er godt egnet til å få oversikt over hvilket prisnivå strømmen må ligge på for at et nytt kraftverk skal gå med overskudd.

– Vi må ha løsning på vedlikehold og installasjon på 12- 15 MV møller, noe vi mener Bluewind konseptet kan løse, sier Krogenes.

Med dagens metode blir havvindmøller montert på stedet av store kranskip. Høye dagspriser og smale værvindu for offshoredrift av høye kraner gjør at installasjon av havturbiner er svært kostbart. Trenden mot større havvindturbiner krever også tilgang til de største kranskipene. Begrenset tilgang på disse kan hindre vekst i vindkraft til havs.

– På et eller annet tidspunkt har man ikke kranskip som er høye nok, legger Oosterkamp til.

Unik låsemekanisme

Låseløsningen til Bluewindkonseptet er unik, og det er denne designen som reduserer installasjons- og vedlikeholdskostnader. Konseptet har et design som gjør at turbintårnet kan heves og senkes gjennom midten av en flyter, som gir nødvendig oppdrift og stabilitet når det er mye vind. Installasjon, samt utskifting eller vedlikehold av rotorblader og andre deler av turbinen, kan dermed utføres fra en rekke fartøy. Behovet for tunge og høye løftekraner elimineres.

NORCE og Bluewind skal arbeide videre med dette havvindkonseptet. Bluewind eier prosjektet og NORCE er FoU-partner. Metcentre og Valinor er også partnere i prosjektet.

Mange ulike design på flytende havvindmøller har blitt utviklet siden den første prototypen for over 10 år siden, men få har ennå vært klar til å demonstreres.

– Det finnes et par konsepter testet på landfaste vindturbiner, men ingen av dem har hatt reversibel lås, sier Oosterkamp.

Mildere mot miljøet

Det kan også hevdes at flytende havvindmøller er mildere mot det marine miljø enn bunnfaste turbiner, som har større og mer varig innvirkning på havbunnen.

Store turbiner er trendy

Det er en dominerende trend i havvindindustrien mot større turbiner, samtidig er det færre tilgjengelige grunne kystområder som er egnet for bunnfaste vindturbininstallasjoner. Generelt er det en fordel å ha høye tårn, da vindhastigheten stiger med høyden over bakken. Det utvikles derfor flytende vindturbiner for å kunne utnytte de store vindressursene som ofte finnes på dypere vann.

– Med det nye konseptet vil det også være lettere å legge ned turbinen dersom det blir orkan eller det er andre grunner til at dette er nødvendig, sier Oosterkamp.

En vindturbin består av tårn, rotorblader og maskinhuset (nacellen) som beskytter girkasse, generator og de andre komponentene mot vær og vind.

Nacellen kan bringes ned til nivået på inngangsplattformen ved å senke tårnet. På denne måten er ikke store høytløftende kranfartøy nødvendig i installasjonsfasen eller for vedlikehold eller utskifting av kniver og drivverkskomponenter.

Ideen om en variabel nacelleposisjon er ikke ny, men det nye er at Bluewind integrerer ballastsystemet og fortøyningssystemet for å låse tårnet til flyteren under drift av turbinen. Tårnet og flyteren er forbundet med en reversibel friksjonslås når turbinen er i drift. Tårnet senkes og heises ved å pumpe ballastvann inn og ut. Flytende vindturbiner er forankret i havbunnen med flere forankringsliner og ankere, omtrent på samme måte som en flytende oljeplattform.

Prosjektet er et IPN-prosjekt (innovasjonsprosjekt i næringslivet), som har fått støtte fra Forskningsrådet.