Bølgekraftverk

Eksempel på bølgekraftverk. Bølgeenergien omformes til elektrisk energi via det lukkede væskesystemet som driver en generator.

Av /Store norske leksikon ※.
Bølgekraftverk

Bølgekraftverk med bølgefokusering og kilerenne (Budal og Falnes). Linseelementene styrer bølgene mot et punkt (fokus) slik at bølgehøyden i dette øker. Bølgene trenger inn i en kilerenne, vokser ytterligere i høyde og renner over i et basseng som ligger høyere enn havflaten. Skissen antyder et storskala-anlegg, men mindre anlegg uten linser kan også bygges.

Av /Store norske leksikon ※.
Pelamis Wave Energy Converter

Et bølgekraftverk fra Pelamis testes ved European Marine Energy Test Centre (EMEC) i 2008.

Bølgekraftverk er en innretning for omforming av bølgeenergi fra havbølger og dønninger til mekanisk eller elektrisk energi.

Faktaboks

Uttale
bˈølgekraftverk

Energipotensialet i bølgene langs norskekysten er til sammen nesten av samme størrelsesorden som det samlede potensialet i alle norske vassdrag, men svingningsvariasjonene i havbølgene medfører at omformingen til elektrisk energi byr på mange praktiske og økonomiske problemer. Blant annet utsettes installasjonene for enorme påkjenninger ved ekstreme bølgeforhold.

Til tross for betydelig forskningsinnsats over lang tid har bare en av løsningene hittil kommet så langt at den har levert energi til strømnettet i Norge.

Mekanismer

Gjennom årene har det vært lansert en rekke ideer og patenterte metoder for utnyttelse av bølgeenergi. I mange land har det vært arbeidet med forsøksanlegg av ulike typer og prinsipper. Ved alle bølgekraftsystemene som har vært under utprøving, er en del både konstruksjonsmessige og driftsmessige problemer ennå ikke fullt ut løst. Nedenfor omtales noen av de mest «løfterike» mekanismene som har vært lansert. For de fleste av disse løsningene foreligger det ikke noen oppdatert status, det betyr at prototyper og løsningene ikke er blitt noen større suksess, og at de aller fleste ideene derfor ikke er blitt videreført. For historikkens skyld beskrives nedenfor en del av ideene som har vært lansert.

1) WaveEL

Dette er den eneste løsningen som hittil er tatt i bruk kommersielt. Bølgekraftverket er basert på en bøye som er forankret til havbunnen med elastiske tau. Bøyen er cirka 35 meter lang og har en diameter på åtte meter. Inni bøyen er det et langt vertikalt rør, åpent i begge ender og med et stempel på 3,5 meter i diameter. Røret rommer cirka 400 tonn vann og står omtrent stille. Bøyen beveger seg opp og ned i bølgene rundt røret. Ved hjelp av et hydraulisk system overføres bevegelsesenergien til elektrisk strøm i en generator.

Det er Siemens som har levert generator og styringssystem. Et fullskala pilotanlegg med kapasitet på 100 kW ble bygget ved Runde på Sunnmøre i 2017. Dette har levert kraft inn på strømnettet, noe som er historisk, fordi det er første gang et bølgekraftverk er faset inn på det norske strømnettet.

2) S. H. Salters løsning med vippende flottører

Prinsippet for Salters løsning kalt «vippende and».
.

Energiopptaket skjer ved at lange flottører vrikkes opp og ned om sitt tyngdepunkt når bølgene passerer «vippende and». Dette driver en pumpemekanisme som via en hydraulisk motor og en generator omformer den fangede bølgeenergien og gjør den om til elektrisk energi. Salters bølgeenergiverk ble utprøvd i halvstor skala i innsjøen Loch Ness i Skottland i slutten av 1970-årene, men planene om bygging av bølgekraftverk i større skala etter dette prinsippet er ikke blitt utført.

3) K. Budal og J. Falnes' bølgekraftverk

Dette er en løsning som samler og konsentrerer energien inn mot et punkt (punktabsorbator). Prinsippet baserer seg på et stempel som er fast forankret i havbunnen. Dette stempelet stikker opp i en sylinder som ligger inne i en flottør på havoverflaten. Flottøren svinger opp og ned med havbølgene. Ved hjelp av et lukket væskesystem inne i flottøren skaper stempelbevegelsen et trykk som utnyttes til å drive en generator for omforming av energien via væsketrykk til elektrisk energi. Ved styring av ventiler i væskekretsen kan man forsinke flottørens bevegelse i forhold til bølgene, og på den måten ta energi fra en bølgefront som er vesentlig bredere enn flottørens fysiske bredde. Prinsippet ble utprøvd ved Sintef NTNU, men forsøksanlegg er ikke blitt bygd.

4) T. Tveters mekanisme

Her pumpes havvann inn i en sylinder som stikker ned i vannet fra undersiden av en flottør. Et stempel inne i sylinderen er festet med en stang til havbunnen, og flottørens svingning med bølgene pumper havvann inn i sylinderen og videre i et rørsystem. Tilbakeslagsventiler med en spesiell utforming gir vanninntak både ved oppadstigende og nedadgående bevegelse. Omformingen til elektrisk energi foregår inne i flottøren før havvannet pumpes ut i havet, eller havvannet føres gjennom den innhule stempelstangen, via rørledning langs havbunnen til et høydebasseng på land hvor det utnyttes til kraftproduksjon. Mekanismen ble utprøvd i Hustadvika, Møre og Romsdal midt i 1990-årene.

5) Kværner Brugs forsøkskraftverk

Kværner Brug satte opp et forsøkskraftverk i 1985 i Øygarden nordvest for Bergen, basert på prinsippet om «den svingende vannsøyle». Bølgeenergien overføres når en vannsøyle inne i et faststående kammer, med åpning mot havvannet, svinger i takt med bølgene utenfor. Vannbevegelsen i kammeret pumper luft gjennom en «symmetrisk turbin» (samme omdreiningsretning ved begge luftstrømretninger). Via et resonanskammer foran sylinderen kan systemets opptak av bølgeenergi forhøyes vesentlig slik at også denne løsningen kommer under betegnelsen punktabsorbator. I praksis fungerte anlegget bra inntil det ble ødelagt under kraftig stormvær i desember 1988.

6) E. Mehlums bølgeprosjekt

En løsning hvor innkommende bølger fra havet fokuseres ved hjelp av såkalte bølgelinser (store kropper av betong eller lignende). Disse forankres på linje under overflaten, med bestemte avstander seg imellom og parallelt med fremherskende bølgefronter. Linsene endrer bølgenes retning og kan på den måten konsentrere bølgeenergi mot et punkt. I dette punktet øker bølgehøyden sterkt, og her kan det plasseres en punktabsorbator. Alternativt kan det i punktet hvor bølgene konsentreres anlegges innløp til en renne. Bølger som løper inn i en renne med avtagende bredde får større og større bølgehøyde etter hvert som de forplanter seg innover i rennen. Ved å la vannet skvulpe over i et basseng som ligger høyere enn havnivået kan man skape et vannfall tilbake til sjøen. Energi kan dermed utvinnes gjennom en vanlig vannkraftstasjon. Et forsøksanlegg på 350 kW etter kilerenneprinsippet ble bygd i 1986–1987. Bølgelinser er ikke plassert i sjøen utenfor, og anlegget utnytter en naturlig kløft som del av rennen. Anlegget har ikke vært drift siden 1991, og ideen er senere forlatt.

7) Ocean Power Deliverys konsept

Det skotske selskapet Ocean Power Delivery laget et konsept som bestod av sylinderformede seksjoner med en diameter på cirka 3,5 meter som var forbundet med hverandre ved hjelp av hengsler som inneholder hydrauliske stempler. Bevegelsene opp og ned og fra side til side pumper olje under høyt trykk til hydrauliske motorer som igjen er koplet til en generator. Hver modul er på 250 kW. De sylinderformede modulene var satt sammen 3 og 3 til enheter som var cirka 150 meter lange og kunne gi en effekt på 750 kW. En 30 MW bølgepark ville dekke cirka én kvadratkilometer. Bølgekraftverket knyttes til el-nettet på land. Det er bygget en fullskala prototype av konseptet som ble sjøsatt i 2004. Økonomisk sett har man ment at dette konseptet skulle kunne konkurrere med offshore vindmølleparker. Hva resultatet er blitt, kjennes ikke.

8) Langlee Wave Powers bølgekraftverk

Det norske selskapet Langlee Wave Power har utviklet et bølgekraftverk der bølgeoppsamleren består av en halvt neddykket konstruksjon med vertikale vannvinger som er horisontalt hengslet i underkant. Vingene beveges frem og tilbake av bølgene. Kraften i bevegelsen overføres til generatoren via et kraftoverføringssystem som kan frikoble vannvingene ved dårlig vær slik at kreftene på ikke blir for store. Kraftverket skal være spesielt godt egnet for moderate bølger, noe som vil gi en relativt effektiv utnyttelse i områder som hittil har vært ansett som mindre interessante for bølgekraft. Selskapet starter bygging og uttesting ut en prototyp på 100 kilowatt utenfor østkysten av Gran Canaria i 2013. Bølgekraftanlegget monteres sammen på land, for deretter å slepes ut på havet hvor det blir ankret opp. Det foreligger ingen resultater etter uttestingen av prototypen.

9) Seabased

Seabased har utviklet et konsept hvor aggregat er plassert på havbunnen og forbundet med flytebøyer på havoverflaten. En bølgekraftpark skulle stå ferdig i 2016 med 340 turbiner som dekket et område på nærmere én kvadratkilometer på den svenske vestkysten, fem kilometer utenfor Smögen. Prosjektet ble ikke fullført, men ble avviklet i 2019 av «praktiske og finansielle grunner».

10) Pelamis Wave Energy Converter

Dette konseptet brukte en teknologi som fanget bevegelsen i havoverflatens bølger for til å lage elektrisitet. Konstruksjonen var bygd opp av sammenkoblede seksjoner som bøyde seg når bølgene passerte. Bevegelsen ble via en mekanisk konstruksjon brukt til å drive generatorer. Pelamis ble utviklet av det nå nedlagte skotske selskapet Pelamis Wave Power, og var den første offshore-bølgemaskinen som leverte elektrisitet inn i det britiske nettet i 2004. Pelamis Wave Power skulle fortsatte med å bygge ytterligere testanlegg forskjellige steder, blant annet utenfor kysten av Portugal og ved Orknøyene i 2014. Status i dag er ikke kjent.

11) Sea Motion Energy

Det norske selskapet Sea Motion Energy AS har tatt patent på utforming av et bølgekraftverk der en sylindrisk bøye omslutter en sentersøyle. Nederst på sentersøylen er det festet en rund, horisontalt liggende stålplate. Bøyen skal flyte i sjøen og vil da bevege seg mer i takt med bølgene enn sentersøylen, som har stålplaten nederst som en slags brems. Når disse to enhetene beveger seg i utakt, kan kreftene som oppstår mellom de bevegelige delene tas opp som hydraulisk trykk. Dette trykket kan da brukes til drift av en hydraulisk motor, som igjen er koplet til en generator.

Foreløpige beregninger viser at effekten fra ett fullskala kraftverk vil kunne ligge et sted mellom 100 og 400 kW. Selskapet har utviklet og testet flere prototyper. Den siste modellen er i skala 1:10, og er installert i sjøen utenfor Karmøy.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer (2)

skrev Øystein Guttersrud

HeiJeg foreslo å endre fra kraftverk til energiverk, men jeg fikk ikke tilgang til å endre overskriften og første forekomst av ordet "bølgekraftverk"i artikkelen. Alle de ulike energiverkene på SNL er kalt "kraftverk". Alle bør hete "energiverk", for ingen av dem genererer "kraft".

skrev Knut A. Rosvold

Ja, fysisk sett er det kanskje riktigere med prefikset energi- enn kraft-, men like fullt er det kraftverk som nesten utelukkende brukes når man snakker om energiverk som produserer elektrisk energi.

Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg