Консорциум DeepCwind

Логотип консорциума DeepCwind

Консорциум DeepCwind представлял собой национальный консорциум университетов, некоммерческих организаций, коммунальных предприятий и лидеров отрасли. Миссия консорциума заключалась в том, чтобы сделать штат Мэн национальным лидером в области плавучих морских ветроэнергетических технологий . Большая часть работы консорциума и последующих исследований финансировалась Министерством энергетики США, Национальными научными фондами и другими. ^{[ 1 ]}

Усилия консорциума DeepCwind увенчались Университета штата Мэн заявкой на получение патента VolturnUS , технологией плавучего бетонного корпуса, которая может поддерживать ветряные турбины на глубине воды 45 метров и более, и имеет потенциал значительно снизить стоимость морской ветроэнергетики. ^{[ 2 ]}

Обзор

Консорциум DeepCwind изначально финансировался в 2009 году в рамках Закона о восстановлении и реинвестировании Америки (ARRA) через Министерство энергетики США. Университет штата Мэн получил 7,1 миллиона долларов на создание консорциума, а также на разработку и внедрение прототипов плавучих морских турбин. В рамках этого финансирования план исследований включал: «оптимизацию конструкций плавучих платформ путем оценки вариантов использования более прочных, легких гибридных композитных материалов, технологичности и логистики развертывания». ^{[ 3 ]}

Плавучие глубоководные ветряные электростанции, расположенные на расстоянии десяти или более морских миль (милей) от берега, могут сыграть решающую роль в достижении цели Министерства энергетики по увеличению ветровой мощности на 20% к 2030 году. Глубоководный морской ветер является доминирующим энергетическим ресурсом океана в США, его потенциальная мощность составляет почти 3100 ТВт. -ч/год. Это также:

Устраняет проблемы с обзором, которые задерживали или препятствовали реализации некоторых прибрежных проектов.
Располагает производство энергии ближе к крупным населенным пунктам США.
Открывает доступ к более мощному ветровому ресурсу классов 6 и 7.
Снижает с течением времени затраты на энергию ветра за счет снижения затрат на передачу энергии с удаленных наземных объектов и за счет упрощения логистики развертывания и обслуживания.

Учитывая эти качества, штат Мэн планировал построить сеть плавучих морских ветряных электростанций мощностью 5 ГВт и стоимостью 20 миллиардов долларов, чтобы удовлетворить потребности северо-востока США в возобновляемой энергии. ^{[ 4 ]} У берегов штата Мэн самые глубокие воды, глубина примерно 200 футов на расстоянии 3 морских миль, и 89% морских ветровых ресурсов штата Мэн мощностью 156 ГВт находятся в глубоких водах. Штат также предлагает обширную инфраструктуру морской промышленности и близость к одному из крупнейших энергетических рынков страны.

Результаты исследований

Консорциум DeepCwind опубликовал отчет о морской ветроэнергетике штата Мэн в феврале 2011 года. В отчете «исследуются экономика и политика, интеграция электрических сетей, исследования ветра и волн, батиметрические, почвенные и экологические исследования. Он также включает краткие описания сборочных и строительных площадок, критические вопросы для разработка проекта и получение разрешений, а также анализ последствий Закона Джонса». ^{[ 5 ]}

В июне 2013 года консорциум ввел в эксплуатацию ЛЭП мощностью 20 кВт. ^{[ 6 ]} VolturnUS 1:8 высотой 65 футов , прототип плавающей турбины , который в масштабе 1:8 меньше конструкции ротора мощностью 6 мегаватт (МВт) и диаметром 450 футов. VolturnUS 1:8 была первой морской ветряной турбиной, подключенной к сети, в Америке.

В июне 2016 года проект Aqua Ventus I в Новой Англии, возглавляемый UMaine, только что получил статус высшего уровня в программе демонстрации передовых технологий Министерства энергетики США (DOE) для морской ветроэнергетики. New England Aqua Ventus I — это экспериментальный проект плавучей морской ветроэнергетической установки с двумя турбинами мощностью 6 МВт (12 МВт) в 14 милях от побережья штата Мэн, разработанный компанией Maine Aqua Ventus, GP, LLC. Цель пилотного проекта — продемонстрировать технологию в полном масштабе, которая позволит построить плавучие фермы вне поля зрения в США и мире в 2020-х годах, обеспечивая более дешевую, чистую возобновляемую энергию в прибрежных населенных пунктах. ^{[ 7 ]}

Партнерские организации и оригинальные исследовательские инициативы

В консорциум, возглавляемый Университетом штата Мэн, входят университеты, некоммерческие организации и коммунальные предприятия; широкий круг лидеров отрасли в области морского проектирования, морского строительства и производства морских сооружений; фирмы, обладающие опытом в выборе места для ветроэнергетических проектов, экологическом анализе, экологическом законодательстве, композитных материалах для оказания помощи в разработке и выборе коррозионностойких материалов, а также инвестициях в энергетику; и отраслевые организации для оказания помощи в сфере образования и передачи технологий.

Задача 1: Микросайтирование, геофизические исследования и геотехническая инженерия

Основной целью микросайтинга, геофизических исследований и геотехнической инженерии было определение характеристик среды морского дна для установки турбины на глубоководном морском ветровом полигоне Университета штата Мэн в заливе Мэн. Мероприятия координировали геологическую и инженерно-геологическую информацию с гидрометеорологическими силами, оцененными в рамках задачи «Испытание, мониторинг и надежность морских турбин», а также оказывали помощь в проектировании эффективных причалов и якорей для плавучих морских ветряных турбин в рамках задачи «Проектирование плавучих турбин и лабораторные испытания». Дополнительной целью этой задачи было предоставление документации о местоположении площадки и обеспечение безопасности и навигации на площадке после установки турбин и причалов.

Партнеры: Департамент гражданского и экологического строительства Университета штата Мэн, компания James W. Sewall, Морская академия штата Мэн, Центр исследований оффшорных фондов Университета Западной Австралии.

Задача 2: Исследование воздействия на окружающую среду/экологию

Публичный закон № 270 штата Мэн, который разрешал создание глубоководного морского испытательного полигона при Университете штата Мэн, требовал, чтобы следующие государственные и федеральные агентства консультировались по вопросам экологического мониторинга и планирования испытательного полигона:

Департамент внутреннего рыболовства и дикой природы
Департамент морских ресурсов
Департамент консервации
Береговая охрана
Армейский инженерный корпус
НОАА по рыболовству

Этим агентствам требовались планы размещения, навигации, удаления проекта, корректирующих действий и экологического/экологического мониторинга. Им также требовались отчеты и обновления о деятельности на объекте.

Деятельность по микросайтингу и геофизическим исследованиям
Батиметрические исследования
Обследование для проверки наличия исторически значимых ресурсов
Создание плана сайта
Создание плана навигации и безопасности
Деятельность по экологическому/экологическому мониторингу

Предстояло провести исследования, посвященные дикой природе, для:

Бентические беспозвоночные
Рыба
Морские млекопитающие
Птицы и летучие мыши
Живых животных для экологического мониторинга брать не будут.

В рамках плана экологического/экологического мониторинга, который был частью заявки на получение разрешения на использование испытательного полигона, был рассмотрен анализ потенциальных угроз морской жизни и разработаны меры по смягчению последствий. Потенциальные проблемные области, рассматриваемые в этом отчете, включали следующее:

Запутывание морских млекопитающих в причальных линиях и сооружениях.
Нарушение миграционных и нагульных ареалов.
Удары птиц и летучих мышей.
Привлечение на платформы рыб или морских млекопитающих.
Нарушение направления и фокуса энергии волны.
Человеческое воздействие.
Визуальные воздействия.
Потенциальное нарушение исторических или культурно значимых территорий.

Вся деятельность по микросайтам, экологическому/экологическому мониторингу и выдаче разрешений проводилась с начала проекта в 2010 году до его завершения в 2012 году.

Партнеры: Школа морских наук Университета штата Мэн, Школа биологии и экологии Университета штата Мэн, Островной институт, Научно-исследовательский институт залива Мэн, Общество Одюбона Нью-Джерси, Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория.

Задача 3: Разрешения и политика

В соответствии с недавно принятым в 2009 году публичным законом штата Мэн, глава 270 (LD 1465), глубоководный морской ветровой испытательный полигон Университета штата Мэн расположен недалеко от острова Монхеган, территории, выбранной штатом. ^{[ 8 ]} Этот участок был подробно проанализирован в ходе процесса выбора участка в штате.

После того как штат Мэн назначил испытательный полигон, группа по выдаче разрешений и политике получила специальные разрешения для предлагаемого проекта от всех соответствующих местных, государственных и федеральных разрешительных органов. В соответствии с требованиями заявки для получения общего разрешения согласно LD 1465 группа по выдаче разрешений и политике совместно с группами микросайтинга и экологического мониторинга представила отчет в необходимые государственные и федеральные агентства с описанием:

Существующее коммерческое рыболовство и другие виды использования на территории проекта, а также морские ресурсы.
Подробный план мониторинга донных беспозвоночных, рыб, морских млекопитающих и птиц.
План мониторинга уровней окружающего шума, возможно, связанных со строительством проекта и, при необходимости, любых последующих операций, а также мер по предотвращению и смягчению последствий.
Навигация по планам общественной безопасности.
План удаления проекта.

Команда работала над разработкой этих планов после консультаций с федеральными, государственными и местными агентствами, а также с заинтересованными сторонами.

Партнеры: Компания Джеймса В. Сьюэлла, Кляйншмидт, HDR/DTA

Задача 4: Проектирование плавучей турбины, выбор материалов и лабораторные испытания

Основными задачами проекта плавучей турбины были:

Частичная проверка связанных аэроупругих/гидродинамических моделей, разработанных NREL.
Оптимизируйте конструкцию платформы за счет использования более прочных и легких гибридных композитных материалов.
Разработать полную конструкцию одной или нескольких плавучих турбинных платформ, способных поддерживать ветряную турбину мощностью от 10 до 250 кВт для развертывания на глубоководном морском ветроиспытательном полигоне Университета штата Мэн.

Партнеры: Центр передовых структур и композитов, Морская академия штата Мэн, Technip USA, Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии, Sandia National Labs, Ashland, Inc., Kenway Corporation, Harbour Technologies, PPG Industries, Owens Corning, Zoltek, Polyander, Inc.

Задача 5: Испытание, мониторинг и надежность морских турбин

Группа физической океанографии (PhOG) Университета штата Мэн развернула и эксплуатировала буй для океанографических данных с возможностями телеметрии в реальном времени на глубоководном морском ветровом полигоне Университета штата Мэн у побережья острова Монхеган. Буй океанических данных был развернут до начала испытаний резервуара и оставался в эксплуатации на протяжении всего периода реализации проекта для мониторинга океанографических, метеорологических и общих условий окружающей среды. Особое внимание при мониторинге уделялось скорости и направлению ветра, видимости, направленным волнам и течениям водной толщи.

Партнеры: Группа физической океанографии Университета штата Мэн, Школа морских наук Университета штата Мэн.

Задача 6: Образование и информационно-пропагандистская деятельность

Университет штата Мэн, Морская академия штата Мэн и Общественный колледж Северного штата Мэн разработали несколько программ на получение степени для подготовки квалифицированной рабочей силы для штата Мэн. Чтобы гарантировать, что сообщество в целом понимает наши исследования и разработки, Консорциум DeepCwind нашел множество возможностей для обмена и обсуждения целей, планов деятельности и результатов исследований. Консорциум провел публичные встречи для обсуждения выбора места для глубоководного морского ветроиспытательного полигона Университета штата Мэн, выступил на конференциях в штате и по всей стране и даже провел интерактивное тестирование резервуаров на ветровые волны для более чем 500 студентов K-12. через Мэн. Эти и другие мероприятия продолжались на протяжении всего проекта.

Партнеры: Центр перспективных структур и композитов, Инженерный колледж Университета штата Мэн, Департамент промышленного сотрудничества Университета штата Мэн, Морская академия штата Мэн, Общественный колледж Северного штата Мэн, Американская ассоциация производителей композитов, Альянс композитов штата Мэн, Инициатива ветроиндустрии штата Мэн

Задача 8: Изготовление и развертывание UMaine и ее субподрядчики возглавили изготовление и развертывание плавучей платформы ветряной турбины в масштабе примерно 1/8. Исследование развертывания было направлено на определение ключевых факторов развертывания и установки. Данные о производительности, собранные с платформы масштаба 1/8, использовались для дальнейшей проверки численных моделей платформы, разработанных NREL и другими.

Партнеры: Центр передовых структур и композитов, Cianbro Corporation, General Dynamics Bath Iron Works, Морская академия штата Мэн, Emera Maine, Central Maine Power Company, Technip USA, Reed and Reed, SGC.

См. также

Ссылки

^ «Консорциум DeepCwind» . Центр передовых структур и композитов UMaine . Университет штата Мэн . Проверено 5 июля 2016 г. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}
^ «New England Aqua Ventus I выбран Министерством энергетики США на сумму до 39,9 миллионов долларов в качестве дополнительного финансирования» . Центр передовых структур и композитов UMaine . Архивировано из оригинала 19 июля 2016 года . Проверено 5 июля 2016 г.
^ Памятки штата по Закону о восстановлении энергии: Мэн (PDF) . Министерство энергетики США. 1 июня 2010 г. с. 5 . Проверено 5 июля 2016 г.
^ Дагер, Хабиб (сентябрь 2012 г.). Отчет о глубоководных морских ветрах в штате Мэн (PDF) . Ороно, Мэн: Университет штата Мэн. п. 567. Архивировано из оригинала (PDF) 6 октября 2015 года . Проверено 5 июля 2016 г.
^ «Отчет о прибрежном ветре» . Центр передовых структур и композитов UMaine . Университет штата Мэн . Проверено 5 июля 2016 г.
^ «Консорциум DeepCwind – VolturnUS – Головной испытательный полигон Дайса» . 4С Оффшор . Проверено 24 ноября 2016 г.
^ «New England Aqua Ventus I выбран Министерством энергетики США на сумму до 39,9 миллионов долларов в качестве дополнительного финансирования» . Центр передовых структур и композитов UMaine . Университет штата Мэн. Архивировано из оригинала 19 июля 2016 года . Проверено 5 июля 2016 г.
^ Миллер, Кевин (4 июня 2009 г.). «Бальдаччи подписывает закон об энергии океана» . Бангор Дейли Ньюс . Проверено 5 июля 2016 г.

Внешние ссылки

Центр передовых структур и композитов - Консорциум DeepCwind. Архивировано 5 августа 2017 г. в Wayback Machine.

[1] «Консорциум DeepCwind» . Центр передовых структур и композитов UMaine . Университет штата Мэн . Проверено 5 июля 2016 г. ^{[ постоянная мертвая ссылка ]}

[2] «New England Aqua Ventus I выбран Министерством энергетики США на сумму до 39,9 миллионов долларов в качестве дополнительного финансирования» . Центр передовых структур и композитов UMaine . Архивировано из оригинала 19 июля 2016 года . Проверено 5 июля 2016 г.

[3] Памятки штата по Закону о восстановлении энергии: Мэн (PDF) . Министерство энергетики США. 1 июня 2010 г. с. 5 . Проверено 5 июля 2016 г.

[4] Дагер, Хабиб (сентябрь 2012 г.). Отчет о глубоководных морских ветрах в штате Мэн (PDF) . Ороно, Мэн: Университет штата Мэн. п. 567. Архивировано из оригинала (PDF) 6 октября 2015 года . Проверено 5 июля 2016 г.

[5] «Отчет о прибрежном ветре» . Центр передовых структур и композитов UMaine . Университет штата Мэн . Проверено 5 июля 2016 г.

[4c-6] «Консорциум DeepCwind – VolturnUS – Головной испытательный полигон Дайса» . 4С Оффшор . Проверено 24 ноября 2016 г.

[7] «New England Aqua Ventus I выбран Министерством энергетики США на сумму до 39,9 миллионов долларов в качестве дополнительного финансирования» . Центр передовых структур и композитов UMaine . Университет штата Мэн. Архивировано из оригинала 19 июля 2016 года . Проверено 5 июля 2016 г.

[8] Миллер, Кевин (4 июня 2009 г.). «Бальдаччи подписывает закон об энергии океана» . Бангор Дейли Ньюс . Проверено 5 июля 2016 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]