Turbiny mogą wykorzystać moc Missisipi

Dziesiątki tysięcy turbin zakotwiczonych na dnie rzeki Missisipi mogą pewnego dnia dostarczyć więcej niż gigawat energii odnawialnej, co wystarczy, by zasilić ćwierć miliona domów. Taka jest wizja Free Flow Power, startupu z Gloucester w stanie Massachusetts, który niedawno otrzymał wstępne zezwolenia z USA. Federalna Komisja Regulacji Energetyki (FERC) przyznając jej prawo do badania produkcji energii w dziesiątkach miejsc wzdłuż dolnego Missisipi w ciągu najbliższych trzech lat.

Zwiększenie mocy: Free Flow Power ma nadzieję rozmieścić dziesiątki tysięcy podwodnych turbin na rzece Missisipi. Tyle turbin mogłoby wytworzyć energię wystarczającą dla ćwierć miliona domów.

Proponowane opracowanie jest jednym z wielu projektów hydrokinetycznych w pracach. Takie projekty mają na celu generowanie energii elektrycznej z ruchu fal, pływów lub prądów rzecznych bez użycia zapór.

Ambitny projekt Mississippi opiera się jednak na stosunkowo niesprawdzonej technologii. Jedyny komercyjny hydrokinetyczny system zasilania rzecznego działający w USA to pojedyncza turbina wdrożona przez Wodna zielona energia w pobliżu konwencjonalnej zapory wodnej na rzece Missisipi w Hastings w Minnesocie.

Free Flow ma nadzieję na wykorzystanie energii hydrokinetycznej na niespotykaną dotąd skalę: setki 40-kilowatowych turbin, każda wielkości i kształtu dużego silnika odrzutowego i przymocowanych do słupów wystających z koryta rzeki w 88 miejscach wzdłuż Missisipi.

Chociaż większość firm opracowujących technologię hydrokinetyczną koncentruje się na energii pływów lub fal, dyrektor finansowy Free Flow, Henry Dormitzer, twierdzi, że energia rzeczna ma wyraźne zalety. Woda płynie w jednym kierunku, nie ma w niej soli, a w przypadku Missisipi ludzie spędzili 100 lat na śledzeniu przepływów i prędkości wody, mówi.

Ale Missisipi jest również jednym z najbardziej ruchliwych szlaków wodnych na świecie, a firma będzie musiała wykazać, że jej turbiny nie będą kolidować z żeglugą komercyjną i nie będą miały negatywnego wpływu na przyrodę rzeki.

W lipcu 2009 r. firma Free Flow rozpoczęła sześciomiesięczny test turbiny pilotażowej (jedna trzecia wielkości planowanych turbin komercyjnych) w stanie Mississippi, a obecnie firma testuje w laboratorium prototyp na skalę komercyjną. Free Flow otrzymało również 7,4 miliona dolarów dofinansowania od inwestorów i Departamentu Energii USA, które pozwolą przetestować swój najnowszy prototyp w stanie Mississippi w przyszłym roku. Free Flow Power poszukuje dodatkowych funduszy na przetestowanie czterech turbin, z których każda jest przymocowana do oddzielnego pylonu, w okresie 12 miesięcy, zgodnie z wymogami FERC w ramach procesu licencjonowania.

Free Flow wykorzystuje osłoniętą konstrukcję turbiny, która kieruje wodę przez łopatki turbiny. Woda przepływa przez rotor z siedmioma ostrzami, które są zaprojektowane tak, aby wirować powoli, aby zminimalizować uderzenia ryb. Turbiny zostaną umieszczone 10 lub więcej stóp od koryta rzeki. Na tej głębokości woda porusza się średnio z prędkością od jednego do trzech metrów na sekundę.

Badanie z 2007 roku przeprowadzone przez Electric Power Research Institute w Palo Alto w Kalifornii przewiduje, że do 2025 roku Stany Zjednoczone mogą wyprodukować trzy gigawaty energii hydrokinetycznej z rzek. To odpowiednik około dwóch nowych elektrowni jądrowych. Nie ma wątpliwości, że potencjał hydrokinetycznej energii rzek jest ogromny, ale ta branża jest tak młoda, że ​​bardzo trudno powiedzieć, jak opłacalna będzie ekonomicznie, mówi Andrea Copping, starszy kierownik programu w Pacific Northwest National Laboratory w Sequim w stanie Waszyngton.

Copping mówi, że energia hydrokinetyczna wymaga silnego zaangażowania interesów komercyjnych i rządowych, jeśli ma wystartować. Dopóki nie będzie środków publicznych, które pomogą uruchomić ten przemysł, nie będziemy mieli przemysłu, mówi. W tej chwili pierwsi programiści otrzymują naprawdę drogie badania, ponieważ FERC nie wie, jakie są problemy, więc chcą, aby poszczególne firmy przyjrzały się wszystkim potencjalnym problemom.

Michael Bahleda, konsultant ds. energii w Wielkiej Brytanii Grupa Halcrow , mówi, że uzyskanie funduszy potrzebnych do przeprowadzenia niezbędnych badań może okazać się trudne. Dopóki nie przejdziesz procesu licencjonowania, inwestorzy nie zainwestują dużo pieniędzy, mówi. W obecnej formie wydawanie pozwoleń i licencji jest bardzo czasochłonne. Trudno jest przyciągnąć kapitał, dopóki nie pójdziesz dalej w tym procesie.

Bahleda kwestionuje również, czy niektóre z wybranych miejsc wzdłuż Missisipi okażą się opłacalne, czy to z powodu niewystarczającego natężenia przepływu wody, czy też z powodu kwestii regulacyjnych związanych z żeglugą i środowiskiem.

Największym wyzwaniem środowiskowym będzie zapobieganie bezpośrednim uderzeniom w ryby i inne organizmy. Nawet jeśli pojedyncze turbiny powodują tylko niewielką liczbę uderzeń, sam rozmiar proponowanego projektu Free Flow budzi poważne obawy. Amerykańska Służba ds. Ryb i Dzikiej Przyrody biolog Joyce Collins, który współpracuje z Free Flow nad badaniem kwestii strajków. Collins twierdzi, że firma będzie musiała zwrócić szczególną uwagę na zagrożony gatunek żyjący w Missisipi, zwany bladym jesiotrem.

Free Flow Power będzie również musiał przekonać operatorów barek, że ich turbiny nie będą zakłócać ruchu komercyjnego. Są chwile, w których możesz mieć okres niskiego poziomu wody, kiedy jest tylko 10 do 20 stóp od dna do szczytu wody; jeśli masz zainstalowane pylony w niektórych obszarach, statek może na nie wpaść, mówi Mark Wright, wiceprezes Amerykańskich Operatorów Dróg Wodnych , grupa handlowa reprezentująca branżę holowników, holowników i barek.

Edward Lovelace, wiceprezes ds. inżynierii Free Flow Power, mówi, że wszystkie miejsca wybrane przez Free Flow Power będą miały nad sobą wystarczający prześwit, nawet w okresach niskiego poziomu wody. Opierając się na historycznych danych przepływu z Mississippi, firma wybrała miejsca, które utrzymywały głębokość co najmniej 40 stóp podczas około 100-letnich minimów. Takie miejsca pozwoliłyby na co najmniej 20 stóp wody nad szczytami turbin dla barek, które pobierają nie więcej niż 14 stóp wody.

ukryć