Onderzoekers van de Rijksuniversiteit Groningen hebben met een schaalmodel aangetoond dat hun Ocean Grazer tot wel 95 % van de energie van een passerende golf kan opnemen.
tekst dr. René Fransen illustratie Bart Campman
Het totale rendement van het platform ligt vermoedelijk tussen 60 en 70 % en is daarmee hoger dan dat van vergelijkbare systemen.
Het verbeterde rendement is te danken aan een adaptief systeem, waarmee de Ocean Grazer kan inspelen op de energie van een passerende golf. Dat systeem bestaat uit matten van geschakelde drijvers die zijn verbonden met drie verschillende zuigers. Op het moment dat een golf de scharnierende drijvers optilt, gaan de zuigers werken. Ze pompen water van een laag naar een hoog gelegen zoetwaterbassin, waarna dat water langs een turbine weer terugstroomt.
Per drijver is via een combinatie van zuigers de belasting in stappen van 7 tot 49 ton op te schalen. Een regelsysteem meet de inkomende golven en zorgt dat de belasting voor elke drijver is afgestemd op de energie van de passerende golf, zodat de installatie het maximale uit elke golf haalt. Dat is belangrijk, want te zware belasting betekent dat de golf de drijver niet optilt, waardoor er geen energie kan worden opgewekt. Een te lichte belasting geeft minder waterverplaatsing dan mogelijk is.
Tests
Eind september lieten de eerste tests met een schaalmodel met tien drijvers, wat minder is dan in het echte systeem, zien dat tot 95 % van de golfenergie op die manier is te absorberen. Volgens projectleider drs. Wout Prins leveren deze metingen en eerdere tests met het zuigersysteem een proof of concept. ‘Andere systemen zijn door hun fysieke dimensies toegesneden op een beperkt aantal golftypen. De Ocean Grazer kan dankzij het adaptieve systeem de energie van 90 % van alle golftypen oogsten.’
Andere systemen zijn door hun fysieke dimensies toegesneden op een beperkt aantal golftypen
Prins, docent aan de opleiding Industrial Engineering & Management van de Rijksuniversiteit Groningen, bedacht de Ocean Grazer vier jaar geleden. In 2013kreeg hij van de universiteit een bedrag van zevenhonderdduizend euro om het verder uit te werken. Inmiddels werken naast talloze studenten van het Engineering and Technology institute Groningen (ENTEG) ook enkele postdocs aan het project.
IJsberg
De drijvers van de Ocean Grazer maken deel uit van een platform met – in concept – een diameter van 400 m en een hoogte van 230 m. ‘Het platform is als een ijsberg: 90 % bevindt zich onder water. Dat zorgt voor stabiliteit’, zegt Prins. Behalve de drijvers en de kabels die naar de zuigers lopen, bevinden alle onderdelen zich binnen in een betonnen omhulsel. ‘Met speciaal zeewaardig beton is het platform zowel stabiel als robuust genoeg om in het water te kunnen functioneren’, verwacht Prins.
De technologie die in het platform is verwerkt, bestaat grotendeels al. ‘Wel moeten we bestaande technologie veelal aanpassen.’ Alleen de drijvers en het zuigersysteem zijn echt nieuw. ‘We hebben nu in schaalmodellen laten zien dat beide systemen werken. Daarnaast hebben we theoretische modellen ontwikkeld die goed met de eerste meetresultaten overeenkomen. Dat geeft een solide basis voor het vervolgtraject.’
De succesvolle tests met schaalmodellen geven een solide basis voor het vervolgtraject
Door de waterstroom via de turbine te reguleren is het mogelijk om de zeer variabele golfenergie om te zetten in een relatief stabiele stroomproductie. De modellen laten zien dat het platform 60 tot 70 % van de golfenergie in stroom kan omzetten. Daarmee zou het systeem meer rendement opleveren dan windturbines op zee.
Prins is nu bezig om bedrijven te interesseren in deelname. Hij denkt daarbij aan technologie- en bouwbedrijven, maar ook aan energieproducenten en netbeheerders. De Ocean Grazer moet ergens ten westen van Ierland komen te liggen. ‘In de Noordzee hebben de golven niet genoeg energie om het platform rendabel te maken.’ De opgewekte energie, volgens de modellen 240 GWh, kan dan via een kabel naar Europa worden gebracht. ‘Maar we denken ook na over andere mogelijkheden. Het platform krijgt een 10 m hoog betonnen dek. Daar is een fabriek voor waterstofproductie op te plaatsen.’
Investeringen
De totale investeringen voor de Ocean Grazer schat Prins op drie- tot vierhonderd miljoen euro. Of het project ooit realiteit wordt, hangt volgens Prins af van economische overwegingen. ‘Er zijn geen technologische redenen waarom dit niet zou werken.’
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.