MarineSPOTS
KU Leuven, imec en UHasselt, allen partners binnen EnergyVille, hebben de handen in elkaar geslagen met het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen om een wetenschappelijke basis te leggen voor de uitrol van zonne-installaties in de Noordzee. In het project “MarineSPOTS – Marine Solar Potential and Technology Study”, gesteund door het Belgische Energietransitiefonds, hebben ze verschillende aspecten van deze zogenaamde Offshore Floating PhotoVoltaic (OFPV) technologie onderzocht.
De technologie voor drijvende fotovoltaïsche systemen heeft de laatste jaren veel aandacht gekregen, en systemen voor meren en reservoirs worden wereldwijd op gigawatt-schaal uitgerold. De daar gebruikte technologie is echter niet geschikt voor een mariene omgeving met zijn sterke golven, wind en risico’s op corrosie en vervuiling. Er zijn dan ook nieuwe ontwikkelingen nodig voor een uitrol in deze ruwe omgeving. Verschillende benaderingen worden momenteel onderzocht door bedrijven over de hele wereld, ook in België, en sommige daarvan naderen nu het pilootstadium.
Er zijn duidelijke voordelen voor deze technologie ten opzichte van PV-installaties op het land:
- Het mogelijk maken van de ontplooiing van modulaire grootschalige fotovoltaïsche parken die efficiënt kunnen worden gebouwd, zelfs in landen met beperkte ruimte en een hoge bevolkingsdichtheid zoals België;
- Elimineren van concurrentie met landgebruik zoals landbouw;
- Verhoogde energieopbrengst door het afkoelingseffect van de nabijgelegen koude watermassa’s en wind op open zee;
- Medegebruik van ruimte en offshore netaansluitingen wanneer gecombineerd met windparken.
Doelstellingen
Gedurende 2 jaar heeft het onderzoeksconsortium een onafhankelijke bottom-up studie uitgevoerd om het potentieel van OFPV oplossingen voor energieopwekking in de Belgische zee te bepalen. Om dit te doen, werden onderzoek en simulaties uitgevoerd naar het energieopwekkingspotentieel, waarbij de impact van golfbeweging, reflecties, temperatuur, wind en vervuiling op het vermogen van het systeem geëvalueerd werd. Verschillende mechanische structuren werden onderzocht, te beginnen met de analyse van gepubliceerde concepten, via eigen simulaties, en eindigend met golftanktests op onze eigen prototypes. De kennis over structurele concepten werd teruggekoppeld naar de simulatie van de energieopbrengst om de analyse van de energieopwekking te verfijnen.
Naast de mechanische structuur werd ook het ontwerp van het elektrische systeem onderzocht. Hier werd de keuze van de componenten en de elektrische architectuur geoptimaliseerd voor maximale betrouwbaarheid en veerkracht, aangezien eventuele storingen die zich op zee voordoen uiterst moeilijk te verhelpen zijn. Van cruciaal belang was te bepalen welke conventionele componenten geschikt zijn voor gebruik, en waar specifieke ontwikkelingen nodig zijn om te voldoen aan de eisen van de ruwe omgeving.
Een belangrijke factor die de kosten van de opgewekte energie beïnvloedt, is de aansluiting op het net. Hier werd ernaar gestreefd de infrastructuur van bestaande windparken mee te gebruiken om de kosten binnen de perken te houden. Er werden analyses uitgevoerd om te begrijpen hoeveel zonne-energie aan de bestaande windturbines kan worden toegevoegd zonder al te veel energie te verliezen door curtailment, wat noodzakelijk wordt als een hoge mate van wind- en zonne-energieopwekking samenvallen. Dit kan mogelijk van invloed zijn op het ontwerp van offshore-netwerken voor hybride wind-/zonneparken die nog niet zijn gebouwd.
Naast de opwekking moet ook rekening worden gehouden met de interactie met de omgeving. Daarom werd het effect van een dergelijk systeem op het milieu onderzocht en mogelijke beperkingen vastgesteld voor de grootte van de structuren of de dichtheid van de oppervlaktebedekking. Ook werd rekening gehouden met het effect van organismen op de structuur, zodat het systeem in bedrijfsklare toestand kan worden gehouden en tegelijkertijd onschadelijk is voor het milieu.
Partners
De onderzoeksinstellingen bundelden hun specifieke expertise in het project: de PV-moduletechnologie en prestatiesimulatie van imec, betrouwbaarheid, elektronisch ontwerp en testcapaciteiten van UHasselt, kennis over mariene biologie van RBINS, en competenties in elektrisch ontwerp, netaansluitingen, mariene technologie en biologie van KU Leuven.
“Met de bestaande expertise van de partners zijn we goed geplaatst om multidisciplinair onderzoek te verrichten in dit zeer uitdagende domein van energieopwekking, dat een enorm potentieel heeft voor een grote expansie op de schaal van verscheidene gigawatts. Het kan helpen om België stevig op de kaart te zetten als het gaat om innovatieve hernieuwbare energieopwekking”, zegt Johan Driesen, professor Electrical Engineering aan de KU Leuven en verbonden aan EnergyVille.
Geïnteresseerd in meer?
Met de steun van
