Foto: Torbjørn Sandbakk

Bølgekraft – fortsatt lite utviklet

Havet huser et enormt potensiale for bølgekraftproduksjon. Likevel er den fornybare energitypen i liten grad utnyttet. Hvorfor er det slik?

– Bølgeenergi er den vanskeligste fornybare energien å fange, forklarer Professor Carl Martin Larsen ved Institutt for marin teknikk på NTNU.

Problemet med bølgekraft er – ironisk nok – kraften i bølgene. Selv om ekstreme bølger er sjeldne, må et bølgekraftanlegg tåle dem.

FORNYBAR ENERGI

Denne artikkelen er en del av en artikkelserie hvor Strøm.no gir deg informasjon om de ulike fornybare energikildene.

LES MER:

Vannkraft – slik produsere strøm i Norge

Vindmøller – slik lager de strøm

Alt du bør vite om solceller og solenergi

Har du et spørsmål angående de fornybare energikildene, eller mener det står feil i en artikkel? Vennligst gi beskjed på e-post.

– Det er foreslått ulike triks for å slippe unna denne problemstillingen, blant annet nedsenking av anlegg under sterke stormer, men disse tiltakene koster mye og gjør strømmen fra bølgekraft dyr, sier Larsen.


En mengde mislykkede prosjekter

Flere miljøer har hatt en langvarig forskningsinnsats på bølgeenergi. I Norge har man prøvd seg på ulike typer bølgekraftverk. Ifølge Larsen har ingen av forsøkene vært svært vellykkede.

– Det mest omfattende forskningsprosjektet på bølgeenergi som jeg kjenner godt til er Fred Olsens "Buldra". Det ble gjort en meget god jobb med konseptet, men resultatene var ikke gode nok til at man kunne produsere strøm til det de kalte en "fornuftig pris", forklarer han.

Selv var han ikke med på Buldra-prosjektet, men han var kort tid involvert i et annet prosjekt som skulle bruke lettere utstyr enn det Buldra hadde gjort.

– Jeg var meget skeptisk til opplegget, og var heller ikke med da ideen skulle testes ut her i Trondheimsfjorden. Det gikk ikke særlig bra – anlegget havarerte under installasjon, og fikk aldri produsert strøm.

Likevel håper Larsen at teknologien kan forbedres slik at fremtiden ser lysere ut for bølgeenergi.

– Det kan høres ut til at jeg er noe skeptisk til bølgeenergi. Jeg er nok også det, men vil samtidig oppfordre til fortsatt forskning på dette. Da kan det dukke opp gode ideer som forandrer det noe dystre bildet jeg ser nå, konkluderer han.


Nytt forsøk i 2017

Waves4Power er et av selskapene som driver med bølgekraft
Market Representative Norway Jan Melsom i Waves4Power (Foto: Pressefoto)

Et av selskapene som jobber videre med bølgekraft er svenske Waves4Power. I 2016 satte de ut testbøyen WaveEl 3.0 på havet ved Runde, og i 2017 ble den koblet sammen med en transformator-bøye (også kalt hub). Dette var den første testen av bølgekraftverk i verden som klarte å generere strøm til kraftnettet på fastlandet.

– Fordelen med å koble kraftverket og transformatoren sammen i havet, er at man ikke mister like mye kraft når strømmen går gjennom kablene, forklarer Market Representative i Norge Jan Melsom til Strøm.no.

Hensikten med testen var å observere samspillet mellom bøyen og transformatoren i virkelige havforhold. Selskapet var svært fornøyd med det de observerte.

– I 2017 kunne vi se at kraftverket produserte strøm og at det fungerte slik vi håpet, sier han.


Vanskelig å finansiere

Melsom sier det vanskeligste med å jobbe i en ny industri er å finne kapital som kan finansiere testing og effektivisering av teknologien.

For å løse finansieringsproblemene jobber Waves4Power med utvikling av idéer og bruk av eksisterende patenter som kan gi inntekt, slik at de kan finansiere bølgekraftprosjektene. En slik idé er å hjelpe fiskeoppdrettsbransjen med elektrifisering av anlegg langt fra land.

– I dag er de aller fleste anleggene bare et par kilometer fra land. Vi tilbyr fleksible kabler som tåler kreftene i havet og som kan plasseres opptil 10 til 20 kilometer fra fastlandet. I tillegg tilbyr vi blant annet sterkstrømskabler i stedet for de vanlige svakstrømskablene som allerede finnes.


Wave-El bølgekraftverk av Waves4Power
Foto: WaveEl blir installert ved Runde (Foto: Photograph courtesy of Waves4Power AB, Sweden)

Hvordan ser fremtiden ut?

Selskapet jobber med å lage en enda mer effektiv bøye til bølgekraftverk. Den skal blant annet bestå av en generator som kan yte mer enn det som hittil har vært mulig. Det regner de med å få til ved å modifisere en eksisterende generator, og forventningen er at effektiviteten vil øke med cirka 100 prosent. Neste skritt i utviklingen er turbiner.

– I tillegg samarbeider vi med plastprodusenten Borealis, som skal bygge en bøye til oss i PE-plast. Dette prosjektet er i gang, men vi jobber fortsatt med å finne en god løsning for hvordan vi kan koble det hydraul-elektriske kontrollsystemet med kraftsystemet i bøyen produsert i PE-plast. Dette håper vi å få på vannet i løpet av relativt kort tid, sier Melsom.

Øysamfunn er også svært interesserte i bølgekraft. Melsom forklarer at Waves4Power blant annet er i kontakt med Scilly Island på sørvestkysten av England, som vil satse på fornybar energi.

– De ønsker ikke vindkraft, fordi de mener det ødelegger naturen. En av fordelene med bølgekraft er at man ikke ser bøyene når de plasseres langt fra land, sier han.


Drømmescenarioet

Drømmen er å lage parker med en mengde av kraftverk koblet sammen, slik at man kan levere strøm til land.

Det skal ifølge Melsom kunne la seg gjøre om ikke alt for mange år – vindkraft har tross alt vokst seg stort siden man begynte å jobbe med det på Jylland i Danmark for rundt 30 år siden. Likevel er han nøktern og mener man må ta et steg om gangen.

– Selv om det er lett å ha store visjoner for bølgekraft, handler det nå først og fremst om å klare å utnytte kreftene i bølgene bedre enn det vi har klart hittil, konkluderer han.


Hvordan fungerer bølgekraft?

Punktabsorbator er et type bølgekraftanlegg
ILLUSTRASJON: Punktabsorbatorer flyter i bølgene

Bølger oppstår når vind blåser over havet. Bølgekraft kan dermed sies å være en form for solenergi, fordi vinden som skaper bølgene drives av solens varme som treffer jorda.

Dette betyr at energi flyttes fra sola, til vinden, til bølgene. Vindens hastighet og lengde, samt distansen vinden blåser mot bølgen, avgjør hvor kraftig en bølge blir.

Det er mest energi å hente i store bølger som skapes under kraftige stormer.

Man satser likevel ikke på slike bølger i kraftproduksjon fordi de opptrer uforutsigbart og kan ødelegge omgivelsene sine. I stedet benyttes stabile, jevne og lange bølger for å produsere energi fra havet.


Transporterer energi

Bølger transporterer ikke vann, men energi. Selv om havvannet flytter på seg, beveger det seg bare i sirkulære baner under bølgen. Det betyr at bevegelsesenergi flyttes over store distanser ved at vannet fungerer som et medium som inneholder bevegelsesenergien.

Man kan for eksempel se for seg at vannpartiklene fungerer som et beltesystem som roterer for at energien på beltet skal bevege seg fremover.

Selv om bølgekraft kan spores flere hundre år tilbake i tid, er ikke teknologien særlig godt utviklet ennå. Dette skyldes blant annet at det finnes utallige muligheter for hvordan bølgekraften kan utnyttes, uten at noen har funnet en optimal løsning ennå. Noe av grunnen til det er at man ofte må skreddersy løsninger etter forholdene på stedet hvor bølgekraftanlegget skal plasseres, i tillegg til at det er vanskelig å lage modeller som viser hvordan anleggene vil fungere i praksis.


Ulike typer bølgeanlegg

Det finnes mange ulike typer løsninger for å utnytte bølgekraft. Her er de fire løsningene det snakkes mest om:


Svingende vannsøyle (Oscillating water column)

En svingende vannsøyle er et anlegg som sitter fast i havbunnen. Anlegget består av en vertikal sjakt med åpning i bunnen. Når bølger treffer søylen beveger vann seg inn og ut av åpningen i bunnen av sjakten, noe som gjør at vannet inne i sjakten heves og senkes med jevne mellomrom.

Det varierende vannivået fungerer som et stempel som presser luften i sjakten inn i en turbin, som produserer elektrisitet ved hjelp av en generator. Denne turbinen er spesielt konstruert slik at turbinen går samme vei uansett hvilken vei luften presses. Dette gjør at man produserer energi når vannet beveger seg både opp og ned. Ulempen med en slik turbin er at den har større energitap enn en vanlig turbin, samtidig som den lager mye støy under bruk.

Kilerennekraftverk er et type bølgekraftanlegg
ILLUSTRASJON: Kilerennekraftverk (Foto: Erik Friis-Masen at en.Wikiepedia)

Kilerennekraftverk (Overtopping device)

Et kilerennekraftverk består av en kilerenne, et magasin og en kraftstasjon. Når bølger beveger seg inn mot kysten, blir de ført inn i kilerennen via utspredte «armer» som styrer bølgene inn mot anlegget. Siden kilen blir smalere og smalere, blir bølgene høyere jo lenger inn i kilen de kommer.

Etter hvert blir bølgene så høye at vannet presses over kanten av kilen og renner ned i et magasin tilknyttet kilerennen. Siden magasinet ligger høyere enn vannoverflaten, vil vannet renne ned gjennom turbiner og ut i havet igjen. Når havvannet har kommet til magasinet, produseres strøm på samme måte som i et vanlig vannkraftverk (link).


Linjeabsorbator (Attenuator)

En linjeabsorbator består av runde stålseksjoner som kobles sammen ved hjelp av flere ledd. Dette anlegget flyter i havoverflaten og ser ut som en lang slange som svømmer i bølgene. I hver ende er anlegget koblet til en kabel som både frakter strømmen til land og passer på at absorbatoren ikke flytter seg i havet. Anlegget blir satt i bevegelse av bølger og hver seksjon beveger seg etter bølgen. Dette gjør at stempler i leddene driver væske gjennom en motor, som driver en generator.

Punktabsorbator og linjeabsorbator er to type bølgekraftanlegg
ILLUSTRASJON: Punktabsorbator og linjeabsorbator (Foto: Oleksandr Derevianko)

Punkt-absorbator (Point absorber)

En punktabsorbator kan konstrueres på ulike måter. Én type punktabsorbator består av en flytende bøye som er ankret i havbunnen, med en turbin tilknyttet koblingen mellom bøyen og havbunnen. Når bølger flytter bøyen opp og ned, får man en slags pumpebevegelse fra topp til bunn som driver turbinen og gjør at den kan generere strøm.



Fordeler med bølgekraft

  • Siden havet er stort, er potensialet for energiproduksjon enormt. Dette inkluderer ikke bare bølgekraft, men også tidevannskraft, havstrømskraft og andre kraftproduksjonsmåter tilknyttet havets bevegelsesenergi.
  • Det er enkelt å forutse bølgemønster flere dager i forveien.
  • I motsetning til solkraft kan bølgekraft gi oss kontinuerlig og stabil kraftproduksjon.
  • Kraftproduksjonen er høyest om vinteren, når vi har størst behov for energi.
  • Etter installasjon er driftskostnadene av bølgekraftanlegg lave.

Ulemper

  • Bølgekraftanlegg krever dyre materialer som tåler kraftig slitasje fra bølger og saltvann. Siden det ikke er så mange som satser på denne type teknologi, er utstyret og materialene man trenger lite utviklet. Det er heller ikke lett å skape modeller i laboratorier som kan utsettes for tilsvarende forhold som på havet. Det er derfor nødvendig å produsere og drive testanleggene i flere år før man kan finne en optimal løsning, noe som krever store ressurser.
  • Vi vet ikke ennå hvordan bølgekraftanlegg påvirker naturen rundt seg. Blant annet er man ikke ennå sikker på hvordan støyen fra turbinene vil virke inn på organismene i vannet.
  • Selv om bølgekraft er mer stabilt enn sol- og vindkraft, er det ikke like enkelt å regulere som vannkraft.
  • Anleggene er ikke alltid pene og kan skape konflikt dersom noen i nærheten mener de ødelegger utsikten.

_____________________


Les mer:

Vannkraft – slik produseres strøm i Norge

Vindkraft – slik lager de strøm

Dette er de ulike strømkildene


KILDER:

Howstuffworks.com / The Union of Concerned Scientists / NBC News / Wired / The Guardian

Følg oss på Facebook

Følg oss gjerne på vår Facebookside.

Kontakt oss

Send oss en e-post

Tjenester

Strøm.no er en gratis og uforpliktende anbudstjeneste. La selskapene konkurrere om å gi deg beste strømavtale!

Strøm Privat

Strøm Bedrift

Strøm Borettslag

Sammenlign strømpriser

Populære steder

Trondheim

Oslo

Kristiansand

Tromsø

Fredrikstad

Bergen

Norge