Koolstofvezel getijdenrotoren bewijzen duurzaamheid: 20-jarige levensduur getest door Sustainable Marine

In samenwerking met het MaREI Centrum aan de National University of Ireland, Galway (NUI Galway), via engineering partner Schottel Hydro (Duitsland), rapporteert Sustainable Marine (Nova Scotia, Canada) dat de nieuwe koolstofvezel getijdenroterrotoren hebben bewezen dat ze twee decennia in het veld kunnen doorstaan. Uitgebreide tests werden uitgevoerd aan het Ryan Institute en de School of Engineering aan de National University of Ireland Galway, een marien energiecentrum dat naar verluidt een 375-vierkante-meter structureel onderzoekslaboratorium huisvest. Het project werd uitgevoerd onder Marinet2, een Horizon 2020-programma dat offshore hernieuwbare energietesten in de Europese Unie (EU) ondersteunt.

Innovatieve turbinedesign

Sustainable Marines nieuwe drijvende getijdenenergiesysteem gebruikt naar verluidt een gemeenschappelijke aandrijving en twee verschillende rotordiameters, van 6,3 meter en 4 meter, om te voldoen aan de eisen op verschillende resourcelocaties. Volgens het bedrijf bestaat het turbinedesign uit een vast pitch-roter, ontworpen uit koolstofvezel, om buiging en pitch in overbelastingssituaties mogelijk te maken. Deze 'passief-adaptieve' kwaliteit helpt, aldus Sustainable Marine, de structurele belasting op de turbines te verminderen, zodat kleinere, meer kosteneffectieve componenten gebruikt kunnen worden.

Versnelde levensduurtest

Na het voltooien van uitgebreide tests op de 6,3-meter rotoren bij NUI Galway, keerde het bedrijf terug naar de Ierse faciliteit om de prestaties van de kortere 4-meter rotoren te beoordelen, specifiek ontworpen voor sterkere resourcelocaties. Belangrijk is dat de ultramoderne laboratorium 'versnelde levensduurtesten' uitvoerde, waarbij de rotoren blootgesteld werden aan condities die equivalent zijn aan 20 jaar operatie in het veld, in slechts een paar weken. De test dekde een breed scala aan parameters, waaronder spanning, vervorming en trilling.

"We waren verheugd om terug te keren naar NUI Galway om onze samenwerking met deze wereldklasse test- en onderzoeksfaciliteit uit te breiden," zegt Ralf Starzmann, vicepresident business development bij Sustainable Marine. "Deze internationale samenwerking, via onze Duitse engineering partner Schottel Hydro, geeft een duidelijke indicatie van onze ambities om de lat hoger te leggen en het veld van getijdenrotertechnologie vooruit te helpen. Om de grenzen te verleggen, is het essentieel dat we onze oplossingen uitdagen bij toonaangevende faciliteiten die de limieten van onze technologie kunnen testen."

Volgens Starzmann is versnelde levensduurtesten een essentieel proces dat Sustainable Marine in staat stelt om normale condities snel te versnellen, om beter te begrijpen hoe structuren over tijd zullen reageren. "Onze nieuwe 4-meter roterblad heeft zich als 'ultra-duurzaam' bewezen," zegt hij, "wat vol vertrouwen in het ontwerp en de structurele integriteit geeft. Betrouwbaarheid is een sleutelfactor in getijdenroterontwikkeling, met name nu we ons bewegen naar onze eerste commerciële projecten."

De complete analyse in het MaREI Centrum bij NUI Galway testte rotergedrag onder vermoeidheidsbelasting, waarbij aspecten zoals torsieve vervorming en algehele structurele prestaties werden beoordeeld. Verdere interne tests uitgevoerd door Schottel Hydro omvatten uiteindelijke belasting en het testen van de integriteit van het blad tot faal.

Sustainable Marine bereidt zich momenteel voor op de levering van wat het zegt het werelds eerste drijvende getijdenenergie-array in de Bay of Fundy, Nova Scotia. Eerder dit jaar lanceerde het zijn nieuwe 420-kilowatt PLAT-I 6.40 drijvende getijdenenergieplatform, met de nieuwe 4-meter composietrotoren, dat nu in aanmerking en testfase is in Grand Passage.

"Vanwege de aard van kortere bladen met aanzienlijk hogere belasting, vergeleken met windbladen, was een gespecialiseerde structurele testfaciliteit voor getijdenroterbladen vereist om de getijdenenergie-industrie te ondersteunen," voegt Prof. Jamie Goggins, directeur onderzoek en innovatie, aan NUI Galway's School of Engineering toe. "We zijn gelukkig geweest met grote investeringen van de Europese Commissie, via Horizon 2020, en de Ierse overheid, via Science Foundation Ireland (SFI) en Sustainable Energy Authority of Ireland (SEAI), om ons te steunen bij de ontwikkeling van onze toonaangevende getijdenroterblad testfaciliteit."

Naast het derisking van Sustainable Marines full-scale bladen, merkt Goggins ook op dat dit project de mariene sector zal helpen commerciële haalbaarheid te bereiken, en zal helpen bij het opvoeden van de volgende generatie energie-ingenieurs. "Tot nu toe hebben meer dan 100 ingenieurs gewerkt binnen onze groep, als medewerkers of studenten, en zijn ze gegaan naar werken bij enkele van 's werelds toonaangevende bedrijven," concludeert hij.