Europejskie Centrum Energii Morskiej

Europejskie Centrum Energii Morskiej (EMEC) Ltd jest akredytowanym przez UKAS ośrodkiem testowo-badawczym zajmującym się rozwojem energii fal i pływów z siedzibą na Orkadach w Wielkiej Brytanii. Centrum zapewnia programistom możliwość przetestowania pełnowymiarowych prototypowych urządzeń podłączonych do sieci w niezrównanych warunkach fal i pływów.

Oprócz lokalizacji fal i pływów EMEC, EMEC posiada lądową fabrykę wodoru w Eday, gdzie zielony wodór jest wytwarzany z nadwyżki energii pływów i wiatru w celu rozwoju gospodarki wodorowej na Orkadach .

Operacje są rozmieszczone w pięciu lokalizacjach na Orkadach:

• Miejsce testowania energii fal Billia Croo, kontynent ( moc fal )
• Fall of Warness , niedaleko wyspy Eday ( moc pływów )
• Zakład produkcji wodoru w Caldale, w dniu Eday
• Skaluj miejsce testowania fal w Scapa Flow, niedaleko St Mary's Bay
• Skaluj miejsce testowe pływów w Shapinsay Sound, niedaleko Head of Holland
• Stromness (biura i obiekty danych)

EMEC został utworzony przez grupę organizacji sektora publicznego na podstawie rekomendacji Komisji Nauki i Technologii Izby Gmin w 2001 roku. Oprócz zapewniania dostępu do obszarów morskich o wysokim potencjale energii fal i pływów, centrum oferuje również różnego rodzaju wsparcie w kwestiach regulacyjnych, podłączenia do sieci i monitoringu meteorologicznego, a także lokalne wsparcie badawcze i inżynieryjne.

Testy mocy fal w EMEC

Konwerter energii fal Pelamis na miejscu w EMEC

Ośrodek testowania fal firmy EMEC znajduje się na zachodnim krańcu Orkadów, na obszarze o wysokim potencjale energii fal w Europie . Odsłonięte położenie Morza Północnego oznacza, że ​​grupa wysp jest poddawana potężnym siłom dynamicznym północnego Atlantyku, przy czym najwyższa fala zarejestrowana przez EMEC sięga ponad 18 metrów. Budowa obiektu do testowania fal została zakończona w październiku 2003 r., a wkrótce potem rozpoczęto działalność operacyjną. Obiekty centrum składają się z pięciu okablowanych stanowisk testowych, położonych na głębokości od 50 do 70 m od Billia Croo, Stromness na Orkadach (około 2 km od brzegu) oraz dwóch miejsc do cumowania na płytkich wodach, położonych w pobliżu podstacji lądowej EMEC.

Następujące technologie zostały zainstalowane i przetestowane w ośrodku testowym Billia Croo:

• Pelamis Wave Power (PWP) zainstalowało swoje prototypowe urządzenie Pelamis 750 na miejscu w celu przeprowadzenia testów na pełną skalę w sierpniu 2004 r. Ta maszyna do konwersji energii fal była pierwszą na świecie, która generowała energię elektryczną do systemu sieci z energii fal morskich.
• Scottish Power i Pelamis Wave Power przetestowały urządzenie Pelamis P2 drugiej generacji w połączeniu z drugim urządzeniem P2, które wcześniej było własnością E.on od 2010 r., ale zostało przeniesione do Pelamis Wave Power w 2013 r.
• Firma AW-Energy z Finlandii przeprowadziła samodzielne testy mechaniczne w 2005 roku na płytszych wodach w miejscu testowym.
• Firma Aquamarine Power Ltd zainstalowała na dnie morskim swoje falowe urządzenie Oyster w sierpniu 2009 roku i po raz pierwszy wytworzyła energię elektryczną w listopadzie tego samego roku. Aquamarine zainstalowała konwerter energii falowej Oyster 2 800 kW latem 2011 roku.
• Wello, fińska firma, po raz pierwszy przetestowała swój konwerter energii falowej Penguin w zakładzie EMEC w latach 2012-2013. Penguin został ponownie zainstalowany w EMEC w marcu 2017 r. w ramach projektu badawczego i innowacyjnego programu Horyzont 2020.
• Seatricity, firma z Antigui, przetestowała swoją technologię na targach EMEC w 2014 roku. Przetwornica fal przyjęła metodę podobną do Aquamarine Power, wykorzystując swoje urządzenie do pompowania wody na ląd do standardowego hydroelektrycznego systemu odbioru mocy.

Testy mocy pływów w EMEC

Miejsce testowania siły pływów w Fall of Warness, na zachód od wyspy Eday , zostało wybrane ze względu na prądy morskie o dużej prędkości, które podczas przypływów wiosennych osiągają prawie 4 m/s (7,8 węzła). Obiekt oferuje siedem stanowisk testowych na głębokościach od 25 m do 50 m na obszarze o średnicy 2 km i długości ok. 4 km.

Z każdego stanowiska deweloperskiego kable podmorskie biegną z powrotem wzdłuż dna morskiego, a następnie przechodzą pod plażą do podstacji na lądzie. Sąsiedni obszar rozładunku zapewnia następnie deweloperom opcjonalny obszar, w którym mogą używać urządzeń kondycjonujących do konwersji z poziomu, na którym wytwarzają, na energię elektryczną zgodną z siecią.

Budynek stacji posiada cztery wydzielone obszary: rozdzielnię WN, pomieszczenie łączności, pomieszczenie personelu oraz pomieszczenie generatora rezerwowego.

Turbina OpenHydro Open-Centre testowana w zakładzie Eday .

Strona testowa została oficjalnie otwarta przez pierwszego ministra Szkocji we wrześniu 2007 roku.

Następujący programiści pływów zainstalowali i przetestowali technologie w ośrodku testowym pływów EMEC Fall of Warness:

• OpenHydro był pierwszym deweloperem, który wykorzystał tę witrynę. Firma OpenHydro z siedzibą w Dublinie rozpoczęła instalację swojej otwartej turbiny w 2006 roku. OpenHydro stała się pierwszą technologią pływów, która została podłączona do sieci w Szkocji, a następnie pierwszym generatorem strumieni pływów, który z powodzeniem wytworzył energię elektryczną do sieci krajowej w Wielkiej Brytanii. Firma OpenHydro umieściła również ślepą turbinę na dnie morskim w sąsiedztwie swojego zainstalowanego urządzenia, korzystając ze specjalnie zamówionego „OpenHydro Installer”, a od stycznia 2016 r. obecnie testuje swoją technologię pływową 7. generacji w EMEC.
• Firma Orbital Marine Power Ltd po raz pierwszy zainstalowała swoją pływającą turbinę pływową SR250 w 2011 r. Ich SR2000 o mocy 2 MW została po raz pierwszy zainstalowana na miejscu w 2016 r. W ciągu 12 miesięcy ciągłego wytwarzania do sieci Orkney, SR2000 wyeksportował ponad 3 GWh odnawialnej energii elektrycznej do sieci. SR2000 został usunięty z budowy we wrześniu 2018 r., aby zrobić miejsce pod budowę i instalację zoptymalizowanej pływającej turbiny pływowej o mocy 2 MW, Orbital O2 , zainstalowanej w EMEC w 2021 r.
• Firma Magallanes Renovables przetestowała dwa prototypy w EMEC: wersję w skali dziesiątej oraz pełnowymiarową pływającą turbinę pływową o mocy 2 MW.
• Atlantis Resources Corporation zainstalowała dwie turbiny pływowe: turbinę pływową AK-1000, którą następnie zastąpiono AR-1000. Po testach prototypów w EMEC firma poczyniła postępy w opracowaniu turbiny nowej generacji – AR1500 – która jest wdrażana w ramach projektu MeyGen .
• Alstom (dawniej Tidal Generation Ltd): TGL wdrożył swoją turbinę pływową DeepGen o mocy 500 kW w EMEC w 2009 roku i zaczął generować energię do sieci w następnym roku. Następnie wymienili urządzenie o mocy 500 kW na wersję technologii o mocy 1 MW w EMEC.
• Firma ANDRITZ HYDRO Hammerfest zainstalowała w 2011 r. konwerter energii pływów HS1000 o mocy 1 MW. Technologia została następnie rozwinięta w urządzenie o mocy 1,5 MW, które zostało zainstalowane w MeyGen u wybrzeży Caithness.
• Tocardo zademonstrowało swoją turbinę pływową T2 na targach EMEC w 2017 roku.
• Firma Sustainable Marine Energy (SME) przywiozła swój system pływowy PLAT-O o mocy 1 MW, zacumowaną pływającą platformę umieszczoną na słupie wody, do testów w EMEC w kwietniu 2016 r.
• Voith wdrożył swoją turbinę Hy-Tide 1MW w Fall of Warness w 2013 roku.

Aby zrównoważyć zmienną moc pływów i zasilić elektrolizer wodoru o mocy 670 kW, w 2022 roku zainstalowano akumulator redoks wanadu o pojemności 1,8 MWh.

Aby uzyskać najbardziej aktualne informacje dotyczące testowania technologii w EMEC, odwiedź: EMEC tidal Clients i EMEC Wave Clients

Miejsca testowe niezwiązane z siecią

Firma EMEC pracowała również nad ułatwieniem wejścia na rynek deweloperom zajmującym się odnawialnymi źródłami energii morskiej, opracowując stanowiska testowe w mniej wymagających warunkach, pomagając wypełnić lukę między testowaniem w zbiorniku falowym lub pływowym a testowaniem pełnowymiarowych prototypów w rzeczywistych warunkach morskich.

Te miejsca testowe niepołączone z siecią – zlokalizowane w Shapinsay Sound i Scapa Flow – zapewniają bardziej elastyczną przestrzeń morską do wykorzystania przez technologie na mniejszą skalę, firmy z łańcucha dostaw i producentów sprzętu. Takie dostępne rzeczywiste testy morskie umożliwiają twórcom i dostawcom energii morskiej tańsze wyciąganie wniosków dzięki ograniczeniu zapotrzebowania na duże statki lub duże instalacje.

W tych lokalizacjach wielopunktowe systemy kotwiczenia zapewniają deweloperom w pełni funkcjonalną alternatywę dla posiadania własnej bazy grawitacyjnej lub konieczności wiercenia i instalowania łańcuchów kotwicznych i bloków cumowniczych. Specjalnie zaprojektowane boje wspomagające testy umożliwiają programistom rozpraszanie energii elektrycznej generowanej przez ich urządzenia w sposób przyjazny dla środowiska, jednocześnie przesyłając dane dotyczące fal i pływów z powrotem do centrum sterowania. Dostępny jest również obszar dna morskiego do prób technik rozmieszczania.

Technologie, które zostały przetestowane w lokalizacjach firmy EMEC, które nie są podłączone do sieci, obejmują:

• Flumil
• Nautricity
• Magallanes
• EC-OG
• CorPower Ocean

Ocena wydajności

EMEC posiada akredytację do przeprowadzania testów laboratoryjnych zgodnie z normami (ISO 17025) i może testować działanie urządzeń wykorzystujących energię fal i pływów w odniesieniu do specyfikacji technicznych IEC.

Weryfikacja techniczna

Firma EMEC może przeprowadzić niezależną weryfikację zgodnie z normą ISO 17020, aby potwierdzić, że konwerter energii fal spełnia swoje założenia dotyczące niezawodności, żywotności i wydajności. Wiarygodnie zapewniony dowód wydajności może zmniejszyć ryzyko technologiczne dla nabywców technologii, pomagając przyciągnąć inwestycje i zwiększyć swój udział w rynku.

Normy przemysłu morskiego

EMEC koordynował rozwój zestawu norm w imieniu branży morskiej energii odnawialnej. Każdy dokument został opracowany przez grupę roboczą składającą się z osób reprezentujących twórców technologii, organy regulacyjne, środowisko akademickie, zakłady użyteczności publicznej i twórców projektów – prawdziwy przekrój przemysłu energii morskiej. Standardy te zostały wprowadzone w 2009 roku.

W marcu 2014 r. firma EMEC we współpracy z platformą Offshore Renewable Energy Catapult (ORE Catapult) zorganizowała warsztaty mające na celu przegląd istniejącego zestawu standardów EMEC i określenie obszarów, w których należy opracować nowe standardy.

Badania i monitoring

Dla większości programistów przyjeżdżających do EMEC instalacja w tych obiektach będzie pierwszym razem, gdy ich urządzenie znajdzie się na otwartym morzu i zostanie podłączone do sieci. Zwykle nie mają historii, która wskazywałaby na rodzaj i zakres interakcji między urządzeniem a środowiskiem odbiorczym. Dlatego chociaż głównym celem EMEC jest zapewnienie działającego obiektu testowego, kluczową rolę odgrywa również tworzenie i ułatwianie monitorowania urządzeń pod kątem ich wpływu na środowisko odbiorcze. Głównym tego powodem był proces uzyskiwania zgody, który wymaga od programistów rozważenia kwestii środowiskowych przed testami w EMEC i złagodzenia potencjalnego negatywnego wpływu.

Zaangażowanie w dziedzinie badań sprawiło, że EMEC zajmuje wyjątkową pozycję, mając powiązania z wieloma różnymi programistami i urządzeniami, a także instytucjami akademickimi i organami regulacyjnymi. EMEC jest niezależny od jakiegokolwiek twórcy lub urządzenia, ponieważ EMEC dąży do zapewnienia, że ​​różne urządzenia są monitorowane w spójny sposób, przy użyciu najlepszych dostępnych metod. Niezależność EMEC zachęca również do rozpowszechniania informacji o monitoringu, który może być prowadzony w całej branży.

Na miejscu przetestowano zanurzone centrum danych Microsoft , co sugeruje, że potrzeby dużych miast w zakresie danych mogą być zaspokajane przez podwodne centra danych zasilane przez morskie farmy wiatrowe.

Umowa zakupu energii

Firma SmartestEnergy podpisała umowę zakupu energii z EMEC na energię wytwarzaną z urządzeń falowych i pływowych na Orkadach.

Zielony wodór

Zakład produkcji wodoru firmy EMEC znajduje się na lądzie w zakładzie EMEC w Caldale w dniu Eday, w pobliżu połączonego z siecią ośrodka testowego EMEC w zakresie pływów w Fall of Warness. Produkcja wodoru i wykorzystywanie go jako nośnika energii to rozwiązanie umożliwiające przezwyciężenie ograniczeń lokalnych sieci, umożliwiające integrację energii odnawialnej na dużą skalę. Orkady stały się wiodącym przykładem rozwijającej się gospodarki wodorowej i oferują miejsce demonstracyjne dla nowych technologii wodorowych, przy wsparciu EMEC i aktywnej współpracy nad projektami badawczymi nad wodorem.

W 2016 r. firma EMEC zainstalowała elektrolizer PEM (membrana wymiany protonów) o mocy 0,5 MW o krótkim czasie reakcji na składowisku przylegającym do podstacji, aby wytwarzać „zielony” wodór z nadmiaru energii odnawialnej wytwarzanej przez konwertery energii pływów testowane podczas upadku stanu wojennego oraz z 900 kW Eday społecznościowa turbina wiatrowa.

W 2017 roku firma EMEC uzyskała pierwszy na świecie wodór generowany przez pływy przy użyciu energii pochodzącej od klientów korzystających z energii pływów, Orbital i Tocardo, którzy testowali na miejscu urządzenia wykorzystujące energię pływów.

Systemy energetyczne

EMEC jest również zaangażowany w szersze projekty demonstracyjne systemów energetycznych.

Firma Microsoft wdrożyła podmorskie centrum danych o mocy 450 kW w ośrodku testowym firmy EMEC w 2018 r. Projekt był częścią nieustających poszukiwań przez firmę Microsoft rozwiązań dla centrów danych w chmurze, które wymagają mniej zasobów i oferują szybkie udostępnianie, niższe koszty i dużą elastyczność w celu zaspokojenia potrzeb użytkowników chmury na całym świecie. Wdrożenie głębokowodne zapewnia łatwy dostęp do chłodzenia, kontrolowane środowisko i może być zasilane z kolokowanych odnawialnych źródeł energii, takich jak pionierskie technologie energii fal i pływów testowane w pobliżu na stanowiskach testowych EMEC.

EMEC prowadzi również ekscytujący nowy projekt o nazwie ReFLEX Orkney, mający na celu dekarbonizację szerszego systemu energetycznego. ReFLEX ma na celu integrację systemów elektrycznych, transportowych i ciepłowniczych na Orkadach za pomocą sprytnego oprogramowania w połączeniu ze wzrostem elastycznych zasobów popytu, takich jak akumulatory i pojazdy elektryczne.

Pomoże to Orkney zmaksymalizować potencjał swoich zasobów energii odnawialnej, zapewnić tańsze usługi energetyczne i obniżyć ślad węglowy hrabstwa poprzez zmniejszenie zależności od importowanej wysokoemisyjnej energii elektrycznej z sieci z kontynentalnej części Wielkiej Brytanii.

Zobacz też

• WIECZNOŚĆ
• Energia odnawialna w Szkocji

Linki zewnętrzne

• Witryna EMEC Orkney EMEC