Het C4-apparaat van CorPower Ocean, dat zich nu op commerciële schaal heeft bewezen op de testlocatie in de Blootgestelde Atlantische Oceaan, heeft aangetoond dat het op unieke wijze kan worden afgestemd op verschillende zeetoestanden, waardoor de respons op extreme stormgolven (tot 18,5 meter) wordt beperkt, terwijl de beweging en stroomopname in normale golven wordt versterkt met behulp van nieuwe technologie voor faseregeling.

De vooruitgang markeert een cruciale mijlpaal voor golfslagenergie waarbij de twee grootste obstakels die commerciële toepassing tot nu toe in de weg hebben gestaan - overlevingsvermogen en efficiënte stroomopwekking in normale oceaanomstandigheden - worden aangepakt.

Het buigpunt is een duidelijk signaal dat golfslagenergie klaar is voor grootschalige toepassing.

Sinds de uitrol in augustus 2023 zijn alle belangrijke aspecten van de functies van het C4-systeem met succes geverifieerd, inclusief de export van stroom naar het elektriciteitsnet, geautomatiseerde besturing en bewaking van het systeem en veilige exploitatie- en onderhoudsmethoden (O&M).

Met de verzamelde gegevens kon de digitale tweeling worden gekalibreerd, een uitgebreid numeriek model dat wordt gebruikt om het gedrag van het systeem te voorspellen. Gemeten bewegings- en vermogensgegevens van de machine die werkt met een nieuwe 'WaveSpring'-faseregeling hebben de voorspellingen van de digitale twin voor de gebruikte machine-instellingen licht overtroffen. De eerste operationele fase is succesvol afgesloten door het C4-apparaat los te koppelen en terug te slepen naar de landbasis van CorPower Ocean in Viana do Castelo voor de eerste geplande onderhoudscyclus. Deze demonstratie van efficiënte O&M-methoden is een belangrijk doel van het C4-implementatieprogramma, ter ondersteuning van de opschaling naar golfparken op nutsschaal in de toekomst.

Na afronding van de eerste controle- en onderhoudscyclus op het land zal C4 opnieuw worden ingezet op de locatie Agucadoura en zal het demonstratieprogramma worden voortgezet. Hieronder volgen meer details over de resultaten van de eerste fase van C4-activiteiten.


Overlevingsvermogen bij storm

Het overlevingsvermogen van de C4 WEC is geverifieerd door vier zware stormen te doorstaan, met bevestiging van het vermogen om na elke storm de activiteiten te hervatten en stroom te exporteren naar het net. Ter herinnering: de CorPower C4 werkt betrouwbaar tijdens de stormen Babet en Aline (corpowerocean.com). De meest energieke periode werd ervaren tijdens 4 november, toen de storm Domingos deining naar de locatie stuurde met golfhoogten tot 18,5 meter, zoals gerapporteerd door de hydrografische dienst.5m, volgens het Hydrografisch Instituut van Portugal een historisch record voor de noordelijke regio. De CorPower C4 vestigde een nieuw stormoverlevingsrecord (corpowerocean.com)

CorPower Ocean en haar partners in het Pilot Access Program (PAP) zijn erin geslaagd om de ontwerpprincipes voor robuuste werking in extreme golven te verifiëren die worden geboden door de Survival-modus van het CorPower C4-apparaat. Werkend in de gedetunede Survival modus, wat de natuurlijke staat van het systeem is, vertoonde het apparaat een zeer kleine respons op invallende golven ondanks dat de WEC-romp tijdens deze stormen regelmatig volledig onder water kwam te staan tijdens golfpieken. In de onderstaande grafiek toont de blauwe curve de golfhoogte zoals geschat door de sensoren aan boord op 4 november 2023, met golven tot 18,5 m, terwijl de groene curve de beweging van de machine toont zoals gemeten door de encoders van de tandwielkast tot maximaal enkele decimeters.

De lage beweging van de machines (bereik van decimeters) in deze extreme golven bevestigt de effectiviteit van het ontstemmingsprincipe dat wordt gebruikt door de overlevingsmodus, met bijna twee orden van grootte kleinere beweging van de machines in vergelijking met de invallende golven. De verificatie van de zeer lage respons op stormgolven wordt gezien als een van de belangrijkste resultaten van de C4 oceaandemonstratie tot nu toe. Overlevingsvermogen bij stormen is van oudsher een van de grootste uitdagingen voor golfenergieapparatuur.


Afgestemde werking

De overlevingsresultaten kunnen worden vergeleken met de gemeten gegevens met C4 die werkt in een afgestemde modus waarbij tot 3m machinebeweging is waargenomen in 1 m invallende golven. Door de WaveSpring-faseregelingstechnologie te activeren begint het systeem in fase met de golven te oscilleren, wat de machinereactie op de invallende golven sterk blijkt te versterken.


Afstemmen en ontstemmen - een belangrijke functie voor concurrerende golfenergie

De mogelijkheid om het apparaat af te stemmen op de omstandigheden van de oceaan, waardoor de reactie op stormen wordt beperkt en de beweging en vermogensopname in regelmatige golven worden versterkt, is duidelijk aangetoond tijdens de operationele periode van de C4 in Agucadoura. De verificatie van de versterkte beweging en vermogensopname door het faseregelsysteem wordt gezien als een belangrijk resultaat van het HiWave-5 demonstratieproject.

De tuning- en detuningfunctie van de WEC's van CorPower Ocean kan worden vergeleken met windturbines, waar alle moderne turbines een functie hebben om de bladen te kantelen om de reactie op de windomstandigheden te veranderen, waardoor de belasting bij storm wordt beperkt en de opbrengst bij normale omstandigheden wordt geoptimaliseerd. Wij geloven dat het toevoegen van een dergelijke functie aan golfslagenergie de sleutel is om er een betrouwbare en concurrerende bron van schone energie van te maken.


Vermogen

Tijdens deze inbedrijfstellingsperiode lag de nadruk op het verifiëren van een veilige en betrouwbare werking in alle oceaanomstandigheden en het rigoureus testen van elke systeemfunctie. Het apparaat werd bediend met een beperkte bewegingsomvang, wat voor extra veiligheidsmarges zorgde door de maximaal toegestane snelheid en machineslag te beperken, en er werd gedurende het grootste deel van de periode een robuuste maar eenvoudige vermogensregelaar gebruikt om de machine te besturen. Er is een vermogensexport tot 600 kW piekvermogen geregistreerd.

De configuratie van de elektrische aandrijflijn bleek het piekvermogen te beperken tot ongeveer 600 kW. Tijdens de eerste onderhoudscyclus op het land zijn aanpassingen aan de aandrijflijn gepland om het vermogen te verhogen tot 850 kW. Vanwege het beperkte bewegingsbereik en de beperking van het vermogen tot 600 kW, is de afgestelde werking beperkt tot gematigde zeetoestanden tijdens deze eerste operationele periode. In de zeetoestanden waarin de afgestelde werking kon worden geverifieerd, was het gemeten vermogen iets hoger dan de voorspellingen van de digitale twin met dezelfde machine-instellingen.


Kalibratie van de digitale twin

De digitale twin (een gedetailleerd numeriek model) van het systeem is gekalibreerd met behulp van de gemeten gegevens over beweging, vermogen en interne machinedynamica. De vermogensomzettingsketen bleek nauwkeurig te worden weergegeven, met een nauwe overeenkomst tussen gemeten en gesimuleerde gegevens, met een typische 'goodness of fit' van 96-99%. Dit geeft aan dat de Power Take Off-componenten nauwkeurig worden weergegeven, met de juiste verliezen en efficiëntiekaarten. De hydrodynamische modellen bleken de vermogensabsorptie van oceaangolven in de WEC-romp iets te onderschatten, waardoor de gemeten beweging en het vermogen in de oceaan iets hoger waren dan de voorspellingen van de digitale twin, voor de gemeten zeetoestanden en de specifieke gebruikte machine-instellingen. Aanpassingen aan niet-lineaire correctiefuncties van het hydrodynamische model kunnen in de toekomst worden verwacht, gebaseerd op de gemeten gegevens en verder geïnformeerd door lopend onderzoek naar niet-lineaire hydrodynamica in samenwerking met vooraanstaande academische groepen.


Controle en besturing op afstand

De functies voor bewaking en besturing op afstand zijn geverifieerd vanuit het controlecentrum van CorPower Ocean. Het C4-systeem werd aanvankelijk 24/7 bewaakt door operators, wat later kon worden teruggebracht tot periodieke controles naarmate het inbedrijfstellingsprogramma vorderde en het bewakingssysteem alarmen naar operators stuurde in geval van gebeurtenissen die aandacht vereisten.


Het UMACK anker

Het eerste UMACK-anker op commerciële schaal, ontwikkeld door CorPower Ocean in samenwerking met Europese partners, werd geïnstalleerd op de Agucadoura-locatie met een zanderige zeebodem op 45 m diepte. Meer details over deze geotechnische innovatie vindt u hier Het commerciële UMACK-anker van CorPower Oceans werd geïnstalleerd. Tijdens de eerste operationele cyclus, met het C4-apparaat aangesloten op het UMACK-anker, werd een stabiele stationering geverifieerd.


Bediening en onderhoud (O&M)

De methoden voor het wegslepen en aansluiten van het C4-systeem werden met succes gedemonstreerd in augustus 2023 toen de CorPower Ocean Wave Energy Converter werd ingezet in Portugal. Hierna konden de methoden voor bemande offshoretoegang tot het systeem worden beoordeeld en goedgekeurd door externe veiligheidsbeoordelaars, waardoor technici van CorPower Ocean vervolgens ter plaatse toegang kregen tot de machine om interne inspecties en kleine ingrepen uit te voeren.

Na de voltooiing van de testcases van de eerste inbedrijfstellingsfase zijn de methoden voor het vrijgeven en terugslepen van het apparaat voor een geplande controle- en onderhoudscyclus aan land met succes gedemonstreerd. Het loskoppelingsproces bestaat uit het op afstand bedienen van een snelkoppeling tussen de bodem van het afmeersysteem en het UMACK anker, waardoor het apparaat naar boven komt. De operationele periode heeft waardevolle kennis opgeleverd over O&M-methoden voor een efficiënte en goedkope exploitatie van golfslagparken op nutsschaal in de toekomst.


Volgende stappen

Het C4-systeem ondergaat nu een geplande controle op het land. Er zullen ook aanpassingen en upgrades worden uitgevoerd op basis van de lessen die zijn geleerd tijdens de eerste werkingscyclus. Na voltooiing zal het systeem opnieuw worden ingezet in Agucadoura en zal het systeem een ramp-up fase doorlopen om de volledige stroomcapaciteit te demonstreren, inclusief verdere vooruitgang in controlemethoden. Wanneer het inbedrijfstellingsprogramma is voltooid, wordt een Power Performance Assessment-fase gestart volgens de IEC/TS 62600-100 norm.