Slik ser den ut, fiskebåten som i dag er blitt til et lite kraftverk. Nå ligger den ankret opp utenfor Stadt og produserer strøm. Kraften produseres når bølgene treffer de fire kamrene i baugen. (Foto: Havkraft AS)
Slik ser den ut, fiskebåten som i dag er blitt til et lite kraftverk. Nå ligger den ankret opp utenfor Stadt og produserer strøm. Kraften produseres når bølgene treffer de fire kamrene i baugen. (Foto: Havkraft AS)

Bygde bølgekraftverk av fiskebåt

Kan en utdanket fiskebåt gjøre nytten som kraftverk? Javisst.  Nå er verdens første eksemplar ankret opp på Stadthavet, for å produsere strøm av havets egne krefter.

Publisert

Disse har deltatt i prosjektet

Anlegget er bygget ved Stadyard på Raudeberg. Smartmotor i Trondheim har levert kraftelektronikken som omformer strømmen som generatorene produserer. Ulvesund Elektro i Deknepollen har stått for leveranse av elektronikken som gjør at det hele kan fjernstyres fra land. Turbinene som produserer strømmen er designet av Kvernevik Engineering, mens Nyborg har levert selve turbinene og huset som turbinene er plassert i. Offtek har utført beregninger og modellforsøk av anlegget. Marintek har utviklet regnemodellen bak kraftverket, og videre forsøk i havet skal bidra til forbedring av denne.

– I prinsippet fungerer dette omtrent som en sykkelpumpe, sier ingeniør og prosjektleder Edgar Kvernevik i Kvernevik Engineering.

I to år har selskapet samarbeidet med idehaver og gründer Geir Arne Solheim i Havkraft om utviklingen og byggingen av bølgekraftverket. Nå er det ferdig installert i en tidligere fiskebåt.

Men hvordan kan en fiskebåt fungere som en gigantisk sykkelpumpe?

Den utfordringen har utviklerne løst gjennom å utstyre båten med fire store kamre i baugen. Når bølgene møter båten, stiger vannivået i kamrene. Da oppstår det et luftrykk som driver fire turbiner, én for hvert kammer.

Slik så båten ut før den ble bygd om til kraftverk. (Foto: Havkraft AS)
Slik så båten ut før den ble bygd om til kraftverk. (Foto: Havkraft AS)

I tillegg vil båtens stampebevegelse bidra til å skape lufttrykk i kamrene når bølgene er store. Utformingen av kamrene gjør at de virker på forskjellige bølgehøyder. Det gjør at energien utnyttes svært godt.

– På den måten produserer dette kraftverket strøm ved hjelp av det som kalles svingende vannsøyle. Det eneste vi må gjøre er å ankre det opp på svai, så det kan dreie seg med vind og strøm, i et havområde med nok bølger. Alt skal fjernstyres fra land, forklarer Kvernevik.

Kjent prinsipp – nytt bruksområde

Havkraft, som står bak den originale løsningen, holder til på Raudeberg i Nordfjord. Her har gründer Solheim jobbet i mer enn 15 år med bølgekraft. Nå har de fått støtte fra Innovasjon Norge til å realisere ideen sin.

Prinsippet med såkalt svingende vannsøyle er kjent fra før. Å plassere bølgekraftverket i en fiskebåt er det imidlertid ingen som har gjort tidligere.

– I tillegg har det flytende kraftverket fått et spesielt forankringssystem som gjør at det hele tiden møter de innkommende bølgene. På denne måten sikres optimal angrepsvinkel mot bølgekraftverket hele tiden, forklarer Kvernevik.

En svingende vannsøyle er en delvis nedsenket, hul struktur. Den er åpen under vannlinjen, og i den øverste delen har man en luftlomme. Vannsøylen inne i strukturen stiger og synker i takt med bølgene. Trykkvekslingene som oppstår gjennom denne bevegelsen driver luftstrømmer inn og ut av svingekammeret i toppen av konstruksjonen.  (Foto: (Kilde: Fornybar.no. Illustrasjon: Endre Bardal))
En svingende vannsøyle er en delvis nedsenket, hul struktur. Den er åpen under vannlinjen, og i den øverste delen har man en luftlomme. Vannsøylen inne i strukturen stiger og synker i takt med bølgene. Trykkvekslingene som oppstår gjennom denne bevegelsen driver luftstrømmer inn og ut av svingekammeret i toppen av konstruksjonen. (Foto: (Kilde: Fornybar.no. Illustrasjon: Endre Bardal))

Full kontroll på energiproduksjonen

En av aktørene som har bidratt er Marintek, som har utviklet en matematisk modell av kraftverket og kjørt en rekke simuleringer på bakgrunn av denne. Dette har gjort at man har større kontroll på hvor mye energi som faktisk kan hentes ut fra bølgene. Prosjektet er utviklet basert på både analyser, modellforsøk og fullskala simuleringer:

– Ved å bruke simuleringer og dynamiske analyser sammen med modellforsøk, har vi unngått å gå rundt grøten mange ganger med modeller i flere skalaer, som er det vanligste. Dette har vi spart både tid og penger på, sier Kvernevik.

– I dag har vi en fullskalamodell som er produsert og utplassert.

Beregningene fra Marintek viser at det er mulig å produsere 320 000 kilowattimer i løpet av et år. Det tilsvarer energi til cirka 15–20 husstander.

– Nå skal det kjøres en rekke tester i havet, som vil gi Havkraft erfaring med drift i relevante omgivelser, sier Jørgen Hals Todalshaug i Marintek.

Testene vil i tillegg gi måleresultater som kan brukes til å forbedre og kalibrere regnemodellen slik at denne blir mer nøyaktig.

Avansert ingeniørkunst

Selv om prinsippet bak kraftverket er enkelt, er det mye og avansert ingeniørkunst om bord:

Ingen av de bevegelige delene i kraftverket er i direkte kontakt med saltvannet. Det eneste som beveger seg er turbinen, og den står på toppen av dekket. Dessuten er den konstruert slik at den går samme vei uansett om luftstrømmen er på vei inn eller ut.

I skrivende stund er båten ved Stadlandet, hvor Stadt Wind har konsesjon til testing av fornybar kraft.

Årsmiddelvinden i området ligger på 11 meter i sekundet,  noe som er høyere enn noen andre steder i Norge og Nordsjøen for øvrig. Dette bør bety at området er godt egnet for utnytting av fornybar kraft basert på vind og bølger. 

I de langsiktige prosjektplanene ligger også muligheten for å kombinere det flytende bølgekraftverket med vindturbiner.

Resultatet skal bli hydrogen

– Først skal vi teste modellen vi nå har bygget, for å se at strømproduksjonen går som planlagt. Så skal vi installere et hydrogenproduksjonsanlegg om bord i fartøyet, slik at strømmen som blir produsert kan lagres i form av hydrogengass. Dette har vi stor tro på vil bli framtidas drivstoff for biler, sier Kvernevik

Deretter er planen å bygge et anlegg som kan produsere opp mot 1000 kilowatt (1 megawatt). Dette gjøres ved å plassere fem tilsvarende moduler sammen på et større skip eller en spesialdesignet lekter.

Til slutt skal det bygges en halvt nedsenkbar plattform med et bølgekraftverk på 4 megawatt med en 6 megawatts vindturbin på toppen.