Elkraft ur havet
av Sigyn Alenius Forum 1985-13, sida 14-15, 11.09.1985
Elkraft ur havet
Danmark ska bestå, säger den danska nationalsången, ”så laenge bogen spejler sin top i balge blå” — men bara ligga där och vara spegel fö den danska bokskogen kan aldrig vara nog såhär i teknikens och de ekonomiska kristidslösningarnas värld, anser den danska ingenjören och elkraftsforskaren Kim Nielsen, 30 år. Alla måste göra nytta också böljan blå.
nergi — driva hjulen — det måste Fes havet vara med om. I sex å har Kim Nielsen som specialanställd forskare vid Danmarks Tekniska Högskola i Köpenhamn sysslat med att avpressa havsvågorna deras inbyggda kraftreserv. Andra har före honom opererat med tanken att göra elektricitet av vågornas rörelser, men ingen har hittills lyckats få vågkraften tämjd till ett pris som kunde konkurrera med traditionella kraftkällor på olje; koleller vattenfallsbas.
Så mycket mera av en utmaning, menar Kim Nielsen.
— Verket ska vara så enkelt, materialen så billiga och lättillgängliga att helheten blir räntabel. Det gäller att hitta på någonting lika enkelt och funktionsdugligt som säkerhetsnålen.
Alltid till hand — Allt som man placerar i havet sätts i rörelse av vågornas kraft, förklarar Kim Nielsen. — Den finns hela tiden, det gälter bara att tämja och kanalisera den. Havet lägger sig aldrig till ro — i varje fall inte Västerhavet (danskarnas namn på Nordsjön). Därför är det där vågkraftverket ska byggas.
14
Modellen till det kommande Västerhavsverket ligger nu och skvalpar i Öresund — det har den gjort hela sommaren. Kim Nielsen gör mätningar och beräkningar som ska ligga som grund för arbetets slutfas. Öresundsmodellen är av stål och sex gånger mindre än det riktiga kraftverket, som ska byggas i betong.
Från nära och fjärran kommer tekniker till den lilla strandbyn Espergaerde för att titta. Särskilt mycket kan de faktiskt inte se. Två ungefär ett par meter höga stolpar med varsin lanterna i toppen sticker upp ur strandvattnet. Om natten lyser lanternorna och varnar fiskebåtarna för att sticka näsan i det nielsenska företaget. Mellan stolparna kan man se sex platta bojar — flytare, som de också kallas — ligga i rad och guppa upp och ner med vågorna.
Enkelt som en säkerhetsnål Dessa bojar aktiverar varsin kolv som hänger i en vajer under bojen. Kolvarna åker upp och ner i varsin cylinder och fungerar på det sättet som enkla pumpar. Cylindrarna står rakt upp från ett rör som ligger på havsbottnen. Mitt på röret finns en öppning i vilken en turbin sitter monterad.
Kim Nielsen vid sitt kraftverk (eller den det Som syns ovanför vattenytan). Då det biåser, producerar verket ström, vilket visar att konstruktionen fungerar …
Turbinen är kopplad till en generator. Det här är ”det hele”, som Nielsen säger. Nästan så enkelt som säkerhetsnålen!
Vi hoppar ner i en roddbåt som ligger uppdragen på stranden med en låda med instrument och skrivblock och annat nyttig — Se, mera ska det inte till, verket fungerar bara det blåser, ropar Kim Nielsen och trampar ner en av flytarna så att den vippar kraftigt. När den vippar upp drar den kolven som hänger i vajern med sig. På det sättet aktiveras vattenströmmen genom det stora röret nere på bottnen.
— Den här elektriciteten kostar ännu för mycket, förklarar Nielsen. — Jag måste få bort 20 öre från priset för en kilowattinme innan den här kraften blir billigare än den som produceras på traditionellt sätt. Därför måste jag ytterligare förenkla mekanismen och finna billigare material. Jag räknar med att det finns en effektivitetsmarginal kvar specieilt i flytarna. Själva pumparna är faktiskt redan så enkla och billiga som de kan bli.
I Danmark kostar elströmmen ungefär dubbelt så mycket som i Finland i genomsnitt: Köpenhamnsområdet till exempel betalar 70 öre per kwh idag.
Redan som barn…
Havet och blåsten har alltid fascinerat Kim Nielsen. Han är född och uppvuxen vid Öresund, segelbåtar, surfar och fiskegrejor har varit hans leksaker. Teknik har varit vardagsmat; pappan är också ingenjör. Fantasin, som också är en bra ingrediens i uppfinnarutrustningen, har han från sin mors sida. Hon skriver barnböcker.
Pengarna för kraftverksprojektet har staten bidragit med. Hittills har projektet beviljats en miljon danska kronor. Dessutom har Nielsen erhållit 2 gånger 400 000 kronor för att bygga och lägga ut modellkraftverket som nu guppar i Öresund. Det riktiga kraftverket skulle idag kosta 6 miljarder kronor, inklusive utläggning och överföringsanordningar för den producerade elkraften. Det torde behövas en sjökabel på upp till 80 kilometer för att överföra kraften från verket till land. För att verket ska kunna ge den beräknade effekten, bör det ligga på 30—35 meters djup. Det djupet finner man på ett avstånd av 60—380 km från land i Nordsjön.
— Jag tänkte egentligen bli segelbåtsbyggare, berättar Kim Nielsen, men så sade en professor på tekniska högskolan att det redan fanns för många sådana I det här landet. Fundera på någonting annat.
— En natt då jag låg och funderade, började det hela ta form. Alla de andra nordiska länderna, Sverige, Norge, Finland och Island har billig naturkraft, sa jag till mig själv. Danmark har varken vattenfall elle 13/1985 FORUN,
Ovan modellkraftverket som det tar sig ut ”under vattnet”. Bilden togs strax innan det lades ut, Observera turbinen i mitten, — Nedan principskiss som visar vågkraftverkets funktion.
ENDS OAU nun OS varma källor. Men vatten har vi massor av. Hur få en fallhöjd?
Egentligen ett pumpverk
Kim Nielsens lösning blev att helt enkelt låta vattnet falla från havsytan ner till bottnen. Den idealiska fallhöjden är enligt hans nuvarande beräkningar ungefär 30—35 meter.
Vågkraftverket består av en rad flytande bojar, de sk flytarna, vilka sätts i rörelse av vågorna. Dessa bojar är som redan nämnts, förankrade i kolvar via vajrar. Kolvarna löper upp och ner i cylindrar med 2,5 meters diameter. Dessa cylindrar är monterade på och direkt anslutna till ett kanalrör som ligger på bottnen och har en diameter
FÖRUN 13/198 på tre, fyra meter.. Alla kolvar styrs av de flytare de är förbundna med, men oberoende av varandra. När kolven dras uppåt, sugs det in vatten i cylindern via en ventil från kanalröret. När suget upphör, stängs ventilen och en annan ventil, genom vilken vattnet kan strömma direkt ut i havet, öppnas och den vägen strömmar vattnet igen ut från cylindern efterhand som kolven trycks neråt.
Kanalröret är anslutet till flera cylindrar och därmed blir den sammanlagda pumpeffekten stor och dessutom jämn. I kanalröret finns också en öppning genom vilken vattnet kan strömma in i röret. I denna öppning sitter en turbin med en generator. Genom kaolvarnas pumpning, sugs det hela ti den in vatten i kanalröret via turbinen och kraftverket alstrar ström.
Långt ut till havs
Självfallet kräver anläggningen en del bottenarbeten innan kanalröret kan läggas på plats. Generatorn och turbinen ska lätt kunna lyftas upp till ytan för översyn.
Det riktiga kraftverket beräknas kräva en sträcka på 120 km och det ska bestå av flera separata enheter. Materialet ska vara betong — ett material som är lätt att skaffa fram i Danmark. Ett kraftverk i den här storleksklassen skulle ha en total effekt på ungefär 500 MW och en årlig energiproduktion på 1 385 miljoner kilowatttimmar.
Kim Nielsen tror på sin vara — men ännu ska det åtskilligt med både konstruktions- och beräkningsarbete till. Beräkningsarbetet ska påbörjas i höst. Kim Nielsen ska arbeta tillsammans med ingenjörsbyrå Rasmussen i Köpenhamn för att få fram tillförlitliga kostnadskalkyler. Men, säger han själv, det är redan nu bevisat att vågornas kraft kan tämjas. Verket i Öresund producerar el. Vad som återstår är inte längre prineipproblem, utan problem i samband med förbättringar av konstruktionerna.
Andra forskar också
Många andra har försökt. Finland bland dem. Men i Finska viken var vågornas kraft för svag, landet ligger helt enkelt för skyddat. Detsamma gäller Sverige, som emellertid fortsätter försöken i hopp om att trots sin svagare vågkraft kunna utveckla principiella lösningar som en dag ska kunna leda till export av know-how och eventuellt aggregat.
Norrmännen kan räkna med större praktisk nytta av vågkraften. De har de stora Atlant-vågorna och all den kraft de besitter strax utanför den norska kusten. Energiresurserna finns där, liksom utanför Englands kuster, Dessa resurser är upp till tio gånger större än den energipotential vågorna vid Finlands och Sveriges kuster innehåller.
Det norska energiministeriet har sedan 1979 beviljat 10 miljoner norska kronor för forskning och ett försöksprojekt är i gång där, liksom i Danmark. Britterna har haft flera, men den nuvarande regeringens sparpolitik har för tillfället lagt det hela på is, men man räknar med att få igång forskningen igen.
Det första realistiska vågkraftexperimentet drogs igång av japanerna redan 1943.
Utvecklingen är i full gång med flera projekt i Japan — också där kan man ju räkna med &n konstant och stor energitillgång i form av stora oceanvågor.
Seriös internationell uppmärksamhet tilldrog sig vågkraftexperimenten första gången år 1978 då en konferens hölls i Heathrow i England. Sedan dess har det hållits yiterligare två internationella möten om saken, nämligen i Göteborg 1979 och Trondheim 1982. Sigyn Alenius 15
