Модульная волновая электростанция SINN Power

Мир только начинает эксплуатировать огромный энергетический потенциал морских волн. Мюнхенская компания SINN Power хочет изменить это с помощью экономически эффективной и модульной волновой электростанции. Система блестяще выдержала первоначальные испытания, отчасти благодаря решениям для подключения от LAPP.

Время от времени лучшие идеи приходят, когда вы меньше всего их ожидаете. Филипп Синн отправился в плавание под парусом, чтобы уйти от своей стрессовой работы в качестве консультанта в автомобильной промышленности. Когда волны обрушались вокруг него, его мысли крутились вокруг огромного количества энергии, которое они должны содержать. Вернувшись домой, он разработал экономически эффективный способ превращения этой энергии в электричество без использования сложных технологий. Эта идея превратилась в кандидатскую диссертацию, которая легла в основу компании SINN Power, основанной в 2014 году. Сегодня компания базируется в том же доме, где когда-то жил Синн в Гаутинге недалеко от Мюнхена. Над будущим энергоснабжения в нем работают десять постоянных сотрудников, а также до 15 студентов, которые получают свежую информацию из своих исследований. «Они являются важной опорой нашей компании», - объясняет Филипп Синн.

Подвал – царство мастеров и изобретателей. Здесь металлические детали, электронные платы, генераторы, измерительное оборудование и кабели собираются в модули. Затем они объединяются с помощью облегченного механизма соединения для формирования больших плавающих массивов. Каждый модуль имеет дискообразный поплавок в нижней части диаметром до трех метров, который поднимается и опускается вместе с волнами. Затем это движение передается вверх десятиметровым стержнем, который приводит в движение до восьми генераторов, вырабатывающих электричество из движения. Следующим этапом разработки будет установка синхронизирующего привода, которая гарантирует, что генератор всегда вращается в одном и том же направлении, независимо от того, движется ли стержень вверх или вниз.

Проверка на прочность в Ираклионе

Йоханнес Штук, отвечающий за развитие бизнеса в компании, показывает, насколько хорошо работает система на видео, снятом прошлой зимой в порту греческого города Ираклион. На видео показаны два модуля второго поколения разработки SINN Power, которые были прикреплены к пристани с июня 2018 года и в настоящее время захвачены штормом десятиметровых прибойных волн. «Все осталось невредимым», уверяет Штук. Это связано с особой конструкцией и надежными компонентами. К ним относятся кабели и разъемы от LAPP, лидера мирового рынка из Штутгарта, которые способны противостоять волнам и морской воде.

Человек, который благодарит за это сотрудничество - это Герман Робл и его сообразительность. Инженер по продажам обнаружил, что какой-то ранее неизвестный покупатель с названием SINN Power просматривал интернет-магазин LAPP, чтобы найти кабели и разъемы, подходящие для использования в морской воде. Робл хотел узнать больше о точном применении. «Я нанес им визит и сразу же был очарован». С тех пор LAPP поддерживает запуск с помощью необходимых компонентов подключения и технической информации. «Потенциал этой технологии огромен», объясняет Робл.

В настоящее время система в Ираклионе передает оперативные данные в Гаутинг в режиме реального времени. На пике каждый модуль генерирует 24 киловатта. Средняя выходная мощность составляет более скромные 2,5 киловатта, однако,  это с использованием небольшой плавающей пластины. Компания планирует установить модули следующего поколения с более крупными поплавками диаметром три метра, что позволит им вырабатывать вдвое больше электроэнергии. Ожидается, что такая система с минимальной конфигурацией семь на три модуля будет обеспечивать примерно 550 000 киловатт-часов в год. Этого будет достаточно, чтобы обеспечить электричеством около 100 домашних хозяйств.

Заполнение энергетических пробелов энергией волн

Единственный недостаток, который разделяют многие возобновляемые источники энергии, заключается в том, что они не способны вырабатывать электроэнергию непрерывно. Даже самая большая ветряная турбина бесполезна, если ветер не дует, а самые современные фотоэлектрические устройства не могут генерировать электричество ночью. Заполнение этих пробелов чистой энергией требует альтернативы. Вот где вступает волновая мощность. Она способна работать с базовой нагрузкой, то есть обеспечивать электричество, когда другие источники не могут. Такая комбинация является особенно интересным вариантом для децентрализованного производства электроэнергии, например, на острове. Но потенциал технологии гораздо больше. SINN Power планирует установить волновые преобразователи энергии в неиспользуемых пространствах между отдельными турбинами в крупных морских ветряных электростанциях. Другой вариант - прикрепить их к стенам гавани, как в Ираклионе.

Территория вокруг экватора предлагает лучшие условия для этих систем. Йоханнес Штук иллюстрирует это, показывая карту мира, на которой высокие волны с большим количеством энергии отмечены зеленым, а непрерывность этих волн отмечена голубыми оттенками. Области с обоими из них являются идеальным местом для преобразователей энергии волн. Карибское море, например, идеально, потому что оно предлагает высокие волны круглый год. Регион также предлагает идеальный рынок для технологий, поскольку Карибские острова тратят 1,3 миллиарда евро каждый год на электроэнергию, производимую дизельными генераторами. Наряду с этим финансовым преимуществом существует и экологическая выгода от устранения загрязняющих выхлопных газов дизельных двигателей.

Первые проекты в Африке

Первые запросы поступили из Африки, континента со многими прибрежными сообществами и часто плохим энергоснабжением. Острова Кабо-Верде предоставили SINN Power возможность превратить свою технологию волновой энергии в коммерчески жизнеспособное решение. Проект по питанию креветочной фермы с использованием энергии волн должен быть завершен к 2021 году. Также SINN Power проводит технико-экономическое обоснование в гвинейском портовом городе Конакри для британского и израильского консорциума. Конечная цель состоит в том, чтобы построить волновую электростанцию ​​для подачи электричества в местный район. Первоначальные измерения подчеркивают преимущества, которые комбинированная установка может предложить здесь. В течение сезона дождей между маем и сентябрем плотность энергии волн увеличивается так же, как уменьшается у солнечной и ветровой энергии.

Филипп Синн не первый человек, которому пришла в голову идея использовать энергию волн для выработки электроэнергии. Первые эксперименты относятся к 18 веку, но ни один из них не превалировал, потому что они были технически слишком сложными и в конечном итоге слишком дорогостоящими. Так чем же отличается SINN Power?

«Потому что у нас есть модульная концепция, которая может быть экономически масштабирована до любого размера», - говорит Йоханнес Штук. Конкуренты компании строят свои волновые электростанции - в основном из крупных, тяжелых и не масштабируемых деталей - на верфях, а затем буксируют их туда, где они требуются. Многие прибрежные районы мира не имеют необходимой инфраструктуры для таких проектов. В отличие от этого, SINN Power создает свои модули непосредственно на месте. Однако система все еще требует разрешения от Hanseatic Lloyd, поскольку с юридической точки зрения она считается закрепленным на якоре кораблем. Филипп Синн гордится тем, что всего за три года технология его компании обогнала технологию всех ее конкурентов и стала лидером на рынке: «Это несмотря на огромные суммы, которые они вложили за десятилетия». Основные элементы дизайна теперь защищены патентами.

Поддержка от LAPP с самого начала

В 2019 году испытания будут расширены. Три новых технически продвинутых модуля будут установлены в Ираклионе. За ними последует в 2020 году первая плавучая электростанция, состоящая из 35 отдельных модулей. Кабели от LAPP также будут на борту. Лидер мирового рынка интегрированных систем связи хочет расширить сотрудничество, чтобы сделать свои собственные продукты еще лучше. Одним из предложений Робла было снять кабели в Ираклионе через год и протестировать их на собственных объектах LAPP, чтобы проверить в лаборатории LAPP Tec в Швейцарии, не повредился ли пластик в кабельных вводах. Помимо кабельных вводов SKINTOP®, LAPP также предоставляет кабели ÖLFLEX®, которые передают электроэнергию от генераторов, а также кабели передачи данных UNITRONIC® и кабели управления, такие как ÖLFLEX® ROBUST 210, и монтажные одножильные провода для подключения плат. Планируются также подводные кабели. «Я знал LAPP с тех пор, как работал электриком в BMW, и очень доверял их продуктам», - объясняет инженер-электрик Саймон Крюнер. Он отвечает за разработку электроники в SINN Power и очень доволен поддержкой LAPP.

Обеспечено долгосрочное финансирование

Герман Робл обещает продолжить эту поддержку в ближайшие годы, так как, по оценкам SINN Power, его технология не будет готова к продаже до 2021 года. Сейчас приоритетной задачей является снижение затрат за счет использования большого количества идентичных деталей и контроллера, который может заранее предсказывать ход волны. В течение пяти лет SINN Power планирует продавать электроэнергию, производимую ее волновыми электростанциями, менее чем за десять евроцентов за киловатт-час, в зависимости от условий волны. Это сделает его конкурентоспособным по сравнению с другими возобновляемыми источниками энергии, особенно с дизельными генераторами. Компания получила долгосрочное финансирование через инвестиционного партнера Schweizer Kapital. «60 процентов населения мира живут на побережьях, - говорит Филипп Синн, - и энергия волн может покрыть значительную часть их потребностей в электроэнергии».

LAPP уже имеет опыт использования возобновляемых источников энергии в других проектах, таких как системы подключения для солнечной энергетики. В 2016 году LAPP предоставила кабели для ветряных турбин со встроенным насосным хранилищем. Хранилище природного электричества Max Bögl Wind в Гайлдорфе под Штутгартом помогает энергетической революции достичь новых высот. При избытке энергии ветра вода из долины закачивается в насосное хранилище. Отсюда он может компенсировать периоды слабого ветра с помощью трех мощных турбин в долине. LAPP предоставила контрольные кабели, силовые кабели большого сечения и кабели для передачи данных для ветряных турбин для своевременной доставки на стройплощадку.