Hållbara energikällor vinner numera mark globalt och tar marknadsandelar från exempelvis kolkraftverk.
År 2021 utgjorde sol- och vindenergi för första gången över tio procent av den globala elproduktionen. Forskare och ingenjörer arbetar nu med nya typer av vindkraftverk och tekniker för elutvinning till havs.
Förutom att den hårda vinden ovanför havsytan utnyttjas, kan även vågenergi på allvar komma att slå igenom under de närmaste åren. Forskare har beräknat att hela världens elbehov skulle kunna täckas genom utvinning av energin ur havets vågor. Först måste emellertid ingenjörerna lösa de problem som tekniken har dragits med i årtionden.
Vågkraftsanläggningar är nämligen i många fall både dyra och besvärliga att bygga. Dessutom rostar komponenterna i saltvattnet.
Undervattensdrake
Åttor omvandlar havsströmmar till el
Med ett system som kan beskrivas som en kombination av ett glidflygplan och en drake ska svenska Minesto utvinna energi ur tidvatten och havsströmmar.
Undervattensdraken, som förankras i havsbottnen, använder ett roder för att röra sig i en åtta medan en propeller snurrar och omsätter strömmar i havet till el. Åttan gör att undervattensdraken utvinner betydligt mer energi ur havsströmmarna än om den bara hade rört sig i cirklar.
Under år 2022 har Minesto installerat en undervattensdrake på 100 kilowatt i Vestmannasund i Färöarna. Systemet, som kallas Dragon 4, har en vingbredd på fyra meter.
- Tidshorisont: Tekniken är klar att använda.
- Potential: Undervattensdraken ökar elproduktionen genom att täcka in en stor yta och röra sig snabbare genom vattnet än själva havsströmmen.
- Utmaningar: Placeringen under vatten försvårar underhåll och reparationer.
Undervattensdraken rör sig i åttor
Minestos drakliknande undervattensturbin sitter förankrad i havsbottnen, medan vingar skapar lyftkraft i vattnet.
Havsströmmar och tidvatten sätter draken i rörelse. Rodret styr draken genom vattnet i en åtta.
Precis som ett vindkraftverk har draken en så kallad gondol med en propeller som roterar och alstrar el när den rör sig i vattnet.
Hög vindfångare
Gallersystem förser 80 000 hushåll med el
Norska Wind Catching Systems påstår sig ha uppfunnit ett alternativ till havsbaserad vindkraft som alstrar fem gånger mer el än traditionella vindkraftverk. Konstruktionen ska vara drygt 300 meter hög och bestå av ett gallersystem med 126 rotorer med 15 meter långa vingar. Enligt tillverkaren tål konstruktionen högre vindhastigheter än traditionella vindkraftverk.
Havsbaserade vindkraftverk fungerar i dag optimalt vid vindhastigheter av tio–tolv meter per sekund. Vid hårda vindar över 30 meter per sekund stoppas kraftverken för att de inte ska skadas. Enligt Wind Catching Systems tål deras gallersystem hårda vindar bättre och producerar el även när det stormar.
Dessutom fångar konstruktionen ett större område av vinden, eftersom gallersystemets många mindre rotorer är placerade i en kvadrat, till skillnad från vanliga vindkraftverk, som täcker ett runt område.
- Tidshorisont: 1–2 år
- Potential: En enhet täcker en dubbelt så stor yta som ett vindkraftverk på 15 megawatt. Enligt företaget producerar den därmed fem gånger mer per år och kan förse 80 000 hushåll med el.
- Utmaningar: Företaget har ännu inte demonstrerat sitt konceptet i full skala.
Vågkolv
Pumpar och skivor alstrar vågel
Danska Wavepiston arbetar med att utvinna havets energi med ett system som består av metallskivor som rör sig med vågorna, hydrauliska pumpar och en turbin med en generator. När skivorna rör sig pressar de hydrauliska pumparna vatten under tryck till turbinen, som alstrar el med hjälp av generatorn.
Företaget har bland annat byggt en testanläggning i havet utanför Gran Canaria, som består av 24 vågenergisystem med en total längd på 200 meter. Anläggningen kan producera upp till 547 000 kilowattimmar om året, vilket motsvarar cirka 90 hushålls förbrukning.
VIDEO: Se hur Wavepiston fungerar.
Trycket från vattnet kan även användas för att pressa det genom en avsaltningsanläggning, där filter avsaltar havsvattnet och omvandlar det till dricksvatten i delar av världen där tillgången till sötvatten är begränsad.
- Tidshorisont: Den första våganläggningen beräknas vara klar år 2025, storskalig produktion till elnätet år 2032.
- Potential: Energiinnehållet i vågor är många gånger högre än i vind.
- Utmaningar: Stora krafter från vågorna, salt havsvatten och påväxt av bland annat musslor belastar systemet och kräver underhåll och reparationer.