Det Energipolitiske Udvalg 2009-10
EPU Alm.del Bilag 3
Offentligt
739436_0001.png
739436_0002.png
739436_0003.png
739436_0004.png
739436_0005.png
739436_0006.png
739436_0007.png
739436_0008.png
Oplæg til foretræde for energipolitisk udvalg 8 okt.
Waveenergyfyn Kissendrupvej 15 5800 Nyborg
tlf. 65 36 17 65 mail:[email protected]
waveenergyfyn.dk
1
IndholdOplæg til foretræde for energipolitisk udvalg 8 okt................................................................................... 1Kort om Waveenergyfyn.............................................................................................................................. 2Kort om Waveenergyfyn’s relationer til sektoren....................................................................................... 3Bølgevingen.................................................................................................................................................. 4Testforløb og resultat............................................................................................................................... 4Det særegne ved bølgevingen................................................................................................................ 4Generelt............................................................................................................................................... 4Effektivitet fra bølge til el net....................................................................................................... 5Risikoen ved at blive et offentligt projekt..................................................................................... 6Udviklingsstrategi(er)..............................................................................................................................7Udnyttelse af dansk now how........................................................................................................... 8Lindø som laboratorium...................................................................................................................... 8Test bencharrangement............................................................................................................................8
Kort om WaveenergyfynWaveenergyfyn er en selv ejet virksomhed etableret af ingeniør Henning Pilgaard i marts 2008 medhenblik på udvikling af bølgeenergianlægs konceptet ”Bølgevingen”(The Crestwing).Henning Pilgaard har de sidste 25 - 30 år arbejdet med udvikling af energiteknologi hovedsageligudvikling af VE teknologier herunder:Kerteminde rapporten(græsrods energiplan)Båring Asperup projektetÆrø vindmøllepark (0,55 MW)Projekt vedvarende energi Bornholm (energiplan, biogasanlæg, halmfyr 1MW lokal prod.vindpark)Folkecentret f VE (decentral kraftvarme DK, cilobiogasanlæg, gårdbiogasanlæg)Waveenergyfyn (bølgeenergianlæg)
2
Kort om Waveenergyfyn’s relationer til sektorenWaveenergyfyn ønsker med foretræde for Energipolitisk Udvalg at give udvalget sin vinkel påforholdene indenfor sektoren samt overvejelser over nødvendige tiltag.Der har været en stigende disharmoni mellem de øvrige aktive projekter og Waveenergyfyn.Disharmonien har været forstærket efter at forsøgene med bølgevingen på Aalborg Universitet,viste dobbelt effektivitet i forhold til, de i bestyrelsen repræsenterede koncepter.Bølgekraftforeningens bestyrelse + webmaster består for 6/7 vedkommende af personer medtilknytning til Waveenergyfyns konkurrenter.Waveenergyfyn har selv, indtil dato, været medlem af Bølgekraftforeningen hvor vi harargumenteret for fastholdelse af udvikling af effektive koncepter som målsætning for foreningen. Enlang diskussion af virkningsgrad og effektivitet endte dog op med at foreningen defineredevirkningsgrad og effektivitet som uden betydning hvilket Waveenergyfyn naturligvis ikke på nogenmåde kan godkende.Nedenstående er et citat fra virkningsgraddebatten af en af alle respekteret medlem af bølgekraftforeningen:Citat
”Jamen Lars, det er jo ikke de fysiske lovmæssigheder, jeg har problemer med at regne på. Det erførst, når vi kommer til pengene. Jeg har set et sted, at du har skrevet, at den eneste virkningsgrad,der betyder noget er kr/kWh.Skulle vi ikke blive enig om at kalde den for DJØF-virkningsgraden, for den opererer jo kun påmarkedshavet. (:-)) Her synes jeg bare, at den er endnu sværere at få styr på end de andrevirkningsgrader.DJØF-virkningsgradens værdi på markedshavet afhænger jo stærkt af prisen på andre kWh-produktionsmetoder samt politiske afgørelser om feed in tariffer og andre markedsvilkår.Men man kommer da ikke uden om at skulle beregne og kontrolmåle hvor meget af bølgeeffekten tilrådighed, der optages i maskinen og hvormeget det bliver til i output energi, kWh, i løbet af et år, førman har grundlaget for at beregne kr/kWh ud.”Citat slutVindkraft eventyret er det altafgørende salgsargument over for investorer og anvendes mere ellermindre ukritisk. Hvis den ineffektive vindmølle Vindrosen i sin tid havde kunnet opnå tilstrækkeligstore investorer kunne den tre bladede opdriftsmølle vi kender i dag have været udkonkurreret i1980érne. Skulle Vindrosen bygges i MW størrelse ville det kræve et vingeareal i skala med enfodboldbane!Vi har den samme debat i dag indenfor bølgeenergien hvor en række simple skvulpeanlæg søger atudkonkurrere opkommende hydrodynamisk designede koncepter.Gennem årene er der testet mange Storm P projekter gennem et tæt samarbejde mellemBølgekraftforeningen, AAU bølgetank og Energinet.dk. en positiv indsats som også Bølgevingen harnydt godt af.
3
BølgevingenTestforløb og resultatBølgevinge konceptet er testet i AAU´s bølgetank i 2008 ud fra en bevilget tilskud på 273 000 kr.fra energinet.dk. Forløbet blev afrapporteret i sept. 2008 hvor der dokumenteredes en årseffektivitet på 31,5 %Ud fra forsøgene hen over sommeren2008 vurderede Waveenergyfyn at dervar potentiale for øgning afeffektiviteten gennem bla. optimering afskala forholdet(forventning op mod 40%). Energinet.dk bevilgede yderligere199 000 kr. til en anden fase. Andenfase afrapporteredes i marts 2009 hvorder dokumenteredes en årseffektiviteter på op mod 50 %.1Testforløbene blev udført af adjunkt Jens Peter Kofoed og Michael P. Antonishen AAU i samarbejdemed Henning Pilgaard Waveenergyfyn. Waveenergyfyn fik løbende kopi af de registrerede datasåledes at data forefindes både på AAU og hos Waveenergyfyn.Der blev gennemført i alt 375 selvstændige test af bølgevingen
Det særegne ved bølgevingenGenereltI en fremadskridende bølge er den kinetiske energi(bevægelses energien) lig med den potentiellebestemt ved formlerne Ekin =1/16ρgH2og Epot =1/16ρgH2hvor Ekin =1/8ρgH2udgør den samledeenergi.
1
AAU rapport 49 sider sept 2008“080930, DCE TR 42 Crest Wing WEC, total, duplex print.”Waveenergyfyn rapport 35 sider sept 2008”Bølgevingen afrapportering 29 sept. PSO 10112”.AAU rapport 34 sider april 2009“090323, Crest Wing Wave Energy Device, 2nd phase, 1_0”Waveenergyfyn rapport 36 sider febr.2009” slutrapport projekt bølgevingen febr 2009”.
Alle rapporter kan rekvireres hos Waveenergyfyn([email protected]) eller hos energinet.dk
4
Halvdelen af energien er således potentiel energi og den anden halvdel er bevægelses energi.Bølgevingen adskiller sig fra konkurrerende flyder koncepter ved ikke bare at udnytte bølgenspotentielle energi men også dens bevægelses energi. Konceptets evne til at absorberebevægelsesenergien blev bekræftet under testforløbet på AAU(Aalborg universitet).
Som det fremgår afeffektivitets kurverne udnytterbølgevingen omkring 80 % afden samlede energi ved 2 mog 3 m bølgehøjde.Anlæggets evne til at udnyttebølgeenergien er bleveteftervist gennem testforløbet isommeren 2008 ogefterfølgende bekræftetgennem test i dec. 2008 meden nyopsætning mednyudviklet model.Selv om Waveenergyfynhavde forventet en højeffektivitet og udnyttelse afbevægelsesenergien varresultatet overraskende høj.AAU tænkte traditionel kun i den potentielle energi herunder udnyttelse af anlæggets egenvægthvilket medførte en omfattende undersøgelse af egenvægtens indflydelse. Resultatet af disseanstrengelser var en dokumentation af at anlæggets egenvægt ikke influerede på effektiviteten.Waveenergyfyn viste, fra egne test i storebælt, at anlægget udnyttede vægt og bevægelsesenergien i den underliggende bølge. Under træktest i storebælt trak en model med en egenvægt påunder 10 kg med en kraft på over 30 ”kg”. Projektet drejede sig om at finde den endelige form påkonceptet samt at opnå officiel bekræftelse på konceptets ydeevne.Effektivitet fra bølge til el netEffektiviteten kan generelt opdeles i den hydrauliske effektivitet(absorberet energi fra bølgen) ogiPower Take Off(PTO) effektiviteten(transformering af absorberet energi til elektricitet).Flyder koncepter anvender traditionelt hydraulisk baserede PTO systemer med en typisk effektivitetomkring 65 % hvor f.eks. vindanlæg benytter mekaniske PTO systemer med en effektivitet omkring90 %. Da PTO systemets effektivitet bestemmer hvor stor en del af den absorberede energi dernyttiggøres vil et PTO system for bølgeenergianlæg på niveau med vindanlæg i sig selv forøgeenergiproduktionen med en tredjedel.Waveenergyfyn havde allerede forud for AAU testen i 2008 udviklet et mekanisk PTO koncept meden beregnet effektivitet som nærmer sig vindkraft systemers PTOér. Testforløbet gennemførtes vedhjælp af PTO dummy som var første trin i udviklingen af et PTO system med en virkningsgradmellem 85 og 90 %.
5
Der har været en del kommunikation med energinet.dk omkring udvikling af dette system samtoplæg fra Waveenergyfyn til bygning af test bench til brug for alle koncepter for afprøvning af PTOsystemer på land. Waveenergyfyn blev opfordret til at få konkurrerende projekter med i udvikling afet koncept men på trods af ihærdige forsøg var der ingen interesse fra de øvrige projekter.Waveenergyfyn indsendte herefter en ansøgning til energinet.dk i september 2008 på en førsteudvikling af PTO systemet som senere kunne anvendes som test bench på AAU. Der blev søgt omet beløb på 200.000 kr. Det er ikke vort indtryk at denne ansøgning er blevet realitetsbehandlet derer således ikke givet nogen skriftlig afslag. I 2008 tildeltes Wavestar 2.692.000 kr. af restmidlernefra 2008 programmet til analyse af deres PTO problematik.Energi ibølge%Traditionel flyder medhydraulisk power take ofTraditionel flyder medpower take of (niveauvindanlæg)Bølgevingen med powertake of (niveauvindanlæg)100100Absorberetenergi anlæg%2525PTOvirkningsgrad%6590Resulterendevirkningsgrad%16,2522,5Sammen-ligning
11,4
100
50
90
40,5
2,5
Ovenstående skematiske opstilling viser betydningen af at der udvikles effektive PTO systemer enudvikling der kan gennemføres fuldt ud på land. Udvikling eller færdigudvikling af PTO systemer onshore kan, lidt provokerende, sammenlignes med at montere og udvikle hovedmaskineri på skibeefter søsætning.Generelt har udviklingsarbejdet været præget af institutioner som har forstand på de hydrauliskeforhold der er mellem bølge og anlæg. Det er vigtigt med tværfagligt samarbejde men lige så vigtigat holde sig grænserne for egen ekspertise for øje.
Risikoen ved at blive et offentligt projektRisikoen ved at blive et offentligt projekt er at projektet også bliver offentligt tilgængeligt for plagiat.Bølgevingens høje effektivitet kombineret med dens enkle konstruktion kan der, selv om der eransøgt patent, ikke ses bort fra en potentiel risiko.Energinet.dk har fortsat udtrykt vilje til at følge projektet op. Waveenergyfyn har netop pr. 18 sept.2009 indsendt ansøgning om final test forud for fuldskala prototype(3/4 størrelse af fuldskalanordsøen).Vi er naturligvis nervøse for at vores projekt kommer i klemme med udviklingen af Wavestar somrent fysisk og økonomisk er meget dominerende.Hvis bølgevingen bliver tilgodeset vil førnævnte prototype allerede i vinteren 2010/2011 kunneudvikles og udlægges og, hvis den holder hvad den lover, producere el til en fjerdel af deafregningspriser som Wavestar har fået garanteret. Der vil således opstå en situation hvor der erdirekte mulighed for sammenligning af de to koncepter til søs.
6
I den i september indsendte ansøgning om midler til final test af bølgevingen har vi skrevet følgendeom de største forhindringer for projektets gennemførelse:Den største forhindring ses indenfor personlige relationer hvor nogle af de konkurrerende koncepterhar udvidet kontakt til investorer og institutioner.Allerede investerede midler og prestige giver en betydelig modstand mod nye effektive konceptersgennembrud.
Udviklingsstrategi(er)Bølgeenergien markedsføres ofte ved sammenligning med vindmølle eventyret. De to dominerendevindmølle producenter Vestas og Simens er begge startet af virksomheder med en relevantproduktion i forhold til udvikling af vindanlæg. Udviklingen indenfor bølgeenergien er en anden, oftebaseres og opstartes et projekt af iværksættere for hvem det er lykkedes at overbevise investorer.Waveenergyfyn har i længere tid kritiseret de udviklingsstrategier der er sat i værk for værende altfor investerings tunge og risikable for både offentlige og private investorer. Udviklingsarbejdet sker iumodne dertil indrettede selskaber hvor der skal opbygges en virksomheds struktur, indhøsteserfaringer og opbygges hierarki. Ind imellem kan man få indtryk af at det er selskabet og antalansatte der fokuseres på hvilket dog ikke bare er et dansk fænomen(Pelamis).Blandt resultaterne kan ses tre strandinger alene i Danmark og årelang udviklingsarbejde påuvirksomme PTO systemer hvis problematik for andre har været synlig fra starten osv.Ved afrapporteringen af bølgevingens testforløb formulerede Waveenergyfyn følgende rammer foren konsekvent udviklings strategi:

Uddrag af Waveenergyfyn’s slutrapport

Sammenfattende er konklusionen positiv med et testresultat som viser at The Crestwing koncept erblandt de mest effektive flyder koncepter World Wide. The Crestwing konceptets status eftertestforløbet: Konceptet har udviklet sig under testforløbet set i forhold til den oprindelige ansøgningtil energinet.dk og erfaringerne med udnyttelse atmosfæretrykket er fortsat centralt i anlæggetsfunktion. The Crestwing konceptet er en enkelt konstruktion opbygget af to sammenhængsledeflydere som nu er veldefineret mht. hoveddimensioner, energiproduktion og effektivitet.Waveenergyfyn arbejder intens med næste skridt mod en fuldskala anlæg i Nordsøen og har, påbasis af års erfaring med udviklingsarbejde blandt andet på værft niveau, overvejet de hidtidigeudviklingsstrategier for udvikling af WEC ér.Jeg finder at on-shore faciliteter og udviklings muligheder generelt stoppes for tidligt til fordelfor udvikling on-sea medførende lange, risikable og investeringstunge forløb.Udviklingen af PTO systemer for flyder koncepter kan generelt gennemføres on-shore omønsket i fuld skala med næsten vilkårligt valgt overbelastning.Ved udnyttelse af DHI´s dybvandsbassin vil selve anlæggene kunne afprøves i, typisk, enskala 1 : 10, før en eventuel udlægning on sea, hvilket er tilstrækkeligt for en endeligafklaring af konceptets videre forløb. Med de tids parametre der er mellem en skala 1 : 1 ogen skala 1 : 10 vil et års drift i de fire højeste søtilstand kunne gennemføres gennem få ugerstest.
7
Udnyttelse af dansk now howUden at ønske en kopi af Energistyrelsens Rådgivende Bølgekraftudvalg så er det påtrængendenødvendigt, hvis vi skal med på verdenskortet, med et nyt overordnet fritstående faglig fora. Detnuværende forsknings miljø varetages hovedsageligt af en enkel overbebyrdet adjunkt medspeciale i forholdet mellem bølge og koncept. Udover at dette fagområde bør udvides på forskningssiden kan en kvalificeret udvikling ikke sikres uden inddragelse af kapaciteter på de øvrige områderherunder det el-tekniske og mekaniske.Uden et bredt favnende forskerteam risikerer de nuværende og kommende projekter velmentpseudo-rådgivning.
Lindø som laboratoriumDHI´s testfaciliteter er i underkanten for afprøvning af WECér i skala 1:10 Nordsø niveau. IWaveenergyfyns ansøgning sept. i år sigtes der derfor mod en mindre prototype ca. � størrelse afen fuldskala Nordsøen.Efter ti års arbejde på Lindø, herunder som afdelingsleder for udvikling udrustning, finder jeg detuhyre interessant at værftet er i overvejelse som lab. Der findes to mindre gamle dokke en stornyere dok . Ved indretning af aktuatorer i et af dokkene vil der kunne etableres en åben bølgebassinmed tilstrækkelig testmiljø for såvel WECér og vindanlæg men også for kommende klima afledteteknologier.For optimering af WECér er det væsentligt at der opbygges professionelle test bench for PTOsystemer samt at der er mulighed for gensidig test af PTO og absorber allerede under deindledende test. (forståelsen af dette har været ret begrænset i det nuværende udviklings miljø)Nedenfor vises en skitse over et test bench arrangement som har været et led i WaveenergyfynsPTO oplæg til energinet dk
Test bencharrangementUdviklingen af en prøvebænk for PTOsystemer kræver at der kan måles ogreguleres på både sekundærsiden ogprimærsiden som vist i eksemplet. Iovenstående koncept foretages dermåling på tre niveauer påtryktbølgeenergi , absorberet effekt anlægsamt produceret energi PTO. Testbenchen vil kontinuerlig registrere denhydrauliske virkningsgrad samtidigmed PTOéns virkningsgrad
8