Spanische Forscher stellen „vielversprechende Lösung für Offshore-Solarenergie“ vor, die auf einem zweiachsigen Tracker und TLP basiert

Forscher der spanischen Universität Oviedo haben ein neues Offshore-Solarenergiekonzept entwickelt, das ein zweiachsiges Nachführsystem und eine Spannbeinplattform (TLP) kombiniert und als „vielversprechende Lösung für Offshore-Solarenergie“ gilt.
Das neuartige Offshore-FPV-System namens „HelioSea“ nutzt die Kombination zweier unterschiedlicher Elemente: einem zweiachsigen Solartracker, der die Solarenergieerzeugung maximiert, und einem TLP, der die strukturelle Überlebensfähigkeit gewährleisten, eine stabile Plattform bieten und das Abschleppen und die Installation vereinfachen soll.

Das Gerät befindet sich derzeit in einem frühen Entwicklungsstadium und entspricht einem Technologie-Bereitschaftsgrad (TRL) von 2 bis 3.

Die vorgeschlagenen TLPs bestehen aus einem Mast oder einer Stange und vier Pontons, die über die entsprechenden gespannten Festmacherleinen (die Beine) mit dem Meeresboden verbunden sind. Obwohl frühere Untersuchungen zur Offshore-Windtechnologie darauf hindeuteten, dass TLPs im Vergleich zu alternativen Plattformen wie Halbtauchbooten möglicherweise einen komplexeren Installationsprozess mit sich bringen, ist mit geringeren Stromgestehungskosten zu rechnen, so die Forscher.

Laut der von der Universität Oviedo durchgeführten Untersuchung bieten die TLPs im Vergleich zu anderen Offshore-Plattformen eine Reihe von Vorteilen: Sie sind mobil und wiederverwendbar, weisen nur minimale vertikale Bewegungen auf, haben einen geringen Kostenanstieg bei zunehmender Wassertiefe und sind in der Tiefsee einsetzbar und niedrige Wartungskosten. Solardämpfer, Lithiumbatterie, Solar-Tracker-Aktuator, Solar-Tracking-Controller, Schneckengetriebe der NMRV-Serie, Planetengetriebemotor,

Zu den relevanteren Nachteilen gehören hohe Anschaffungskosten, hohe Unterwasserkosten, Spannungsermüdung und schwierige Wartung von Unterwassersystemen.

Darüber hinaus maximiert das HelioSea-System den Energieertrag für eine Vielzahl von Bedingungen und Szenarien durch die Kombination von Tracking- und bifazialen Panels. Zukünftige Standardisierung und Industrialisierung dürften die Herstellungskosten beider Technologien und damit auch die Stromgestehungskosten von HelioSea senken.

Die zweiachsigen Tracker sollen die Menge der direkten Normalstrahlung (DNI), die das ganze Jahr über auf die Vorderseite von PV-Anlagen trifft, maximieren, was zu einem höheren jährlichen Energieertrag und einer gleichmäßigeren Stromabgabe über den Tag hinweg führt.

Der TLP und die Mastspitzenhalterung können separat hergestellt und am Hafen zusammengefügt werden, bevor sie ins Meer gebracht werden. Im Gegensatz zu Offshore-Windkraftanlagen, die in Hafenanlagen hergestellt werden müssen, ermöglichen die reduzierten Abmessungen und die starre Konstruktion des Systems den Landtransport von Werkstätten außerhalb von Hafenanlagen, so die Universität von Oviedo.

Im Hafen angekommen werden die HelioSea-Einheiten zur Installation zum Projektstandort transportiert. Herkömmlicherweise wird Ballastwasser verwendet, um das Gesamtgewicht von TLPs zu erhöhen und so Schlepp- und Ankervorgänge zu erleichtern. Vor der Verankerung werden die Spannglieder an einem Fundament auf einem vorbereiteten Meeresboden befestigt. Anschließend wird eine Ballastierung durchgeführt, um den notwendigen Nettoauftrieb und die Spannung in den Halteseilen herzustellen.

Laut den Forschern könnte dieser herkömmliche Installationsprozess aufgrund der mit TLPs verbundenen inhärenten frei schwebenden Instabilität eine Herausforderung darstellen. Die reduzierten Abmessungen von HelioSea ermöglichen jedoch die Berücksichtigung des Transports auf einem kleinen Lastkahn anstelle des Schleppens oder alternativ dazu Die Technologie kann die für andere TLPs vorgeschlagenen Verfahren nutzen. Unabhängig davon sind für die Inbetriebnahme herkömmliche Ressourcen wie kleine Schlepper, Kräne und/oder Lastkähne erforderlich, was möglicherweise zu erheblichen Kosteneinsparungen und einer Vereinfachung des Schiffsbetriebs führt.

„HelioSea, ein neuartiges schwimmendes Konzept zur Nutzung von Solarenergie vor der Küste, kombiniert zwei Hauptmerkmale: ein zweiachsiges Trackingsystem und ein TLP. Obwohl es sich bei ersterer um eine Technologie handelt, die häufig in GPV-Installationen eingesetzt wird, wurde TLP noch nie zuvor beim Entwurf von FPV-Systemen vorgeschlagen. Dieses Design verfolgt ein doppeltes Ziel: Maximierung der Stromerzeugung und Bereitstellung einer zuverlässigen Struktur, um der anspruchsvollen Meeresumwelt standzuhalten“, heißt es in der Studie. Solardämpfer, Lithiumbatterie, Solar-Tracker-Aktuator, Solar-Tracking-Controller, Schneckengetriebe der NMRV-Serie, Planetengetriebe Motor,

„HelioSea führt besondere Funktionen ein, die den Übergang der FPV-Technologie in Offshore-Umgebungen erleichtern. Obwohl Bereiche mit Verbesserungspotenzial erkannt werden, rechtfertigen die vielversprechenden Ergebnisse eine zusätzliche Erkundung durch numerische und experimentelle Techniken. Nachfolgende Bemühungen sollten sich auf die Optimierung von Geometrie, Materialien und Energiekosten konzentrieren, ein breiteres Spektrum an Umgebungsbedingungen berücksichtigen, fortschrittliche numerische Werkzeuge verwenden und standardisierte Strukturbewertungen einhalten. „Solardämpfer, Lithiumbatterie, Solar-Tracker-Aktuator, Solar-Tracking-Controller, NMRV.“ Serien-Schneckengetriebe, Planetengetriebemotor,