دانلود رایگان ترجمه مقاله ارزیابی طول عمر یک سکوی دریایی چند منظوره (نشریه الزویر ۲۰۱۷) (ترجمه رایگان – برنزی ⭐️)

ارزیابی طول عمر یک سکوی دریایی چند منظوره: ترکیبی از تولید انرژی باد و موج

Life Cycle Assessment of a multi-use offshore platform: Combining wind and wave energy production

چکیده
۱- مقدمه
۲- مواد و روش ها
۲-۱ جمع آوری اطلاعات
۲-۲ فهرست گیری از مدت عمر محصولات
۲-۲-۱ توربین بادی دور از ساحل و سکوی WEC
۲-۲-۲ ایستگاه فرعی دور از ساحل
۲-۲-۳ کابل های ولتاژ قوی و ولتاژ متوسط
۲-۲-۴ حمل و نقل
۲-۲-۵ عملیات اجرایی و تعمیر و نگهداری
۲-۲-۶ استفاده از سطح
۲-۲-۷ طرح های پایان چرخه (EoL)
۲-۲-۸ کیفیت داده
۳- بحث و نتیجه گیری
۳-۱ دورنمای کلی
۳-۲ تحلیل طرح ها
۳-۳ دیگر مفاهیم غوطه وری
۴- نتیجه گیری نهایی

چکیده
به خاطر افزایش تقاضا در استفاده از محدوده اقیانوس برای تولید انرژی و غذا، استفاده های چند منظوره از نواحی دریایی دارای اهمیت بوده است. در اینجا، یک طرح متحرک قابل شناور جدید وجود دارد که مبدل های انرژی بادی و موجی را مرتبط نموده و برحسب قابلیت پایداری زیست محیطی بررسی شده است. LCA به عنوان روش شناسایی، برای ارزیابی ظرفیت های زیست محیطی محصول/کارایی شامل تمامی مراحلی که تجربه می نمایند، بوده است که آنها را به ابزاری عالی برای تعیین ظرفیت های زیست محیطی سیستم های انرزی تجدیدپذیر تبدیل می کند به خاطر اینکه در طول عملیات به طور قابل ملاحظه ای کمتر تحت فشار قرار گرفته اند. در این بررسی، LCA در مزرعه تولید انرژی ، تشکیل شده از سکوهای چند کاربرده بادهای غیرساحلی، اجرایی شده است. نتایج نشان داده اند که تولید این سکوها به عنوان منبع اصلی آلودگی بوده است. در مرحله تولید، قسمت های ثابت و متحرک و نقطه مهار کردن دارای سهم اصلی بوده و WEC ها دارای سهم کوچکی بوده اند. مصرف مواد به عنوان منبع اصلی برای ظرفیت ها در طول سلسله مراحل سیستم بوده و در نتیجه نسبت های بازیافت در انتهای طرح های موجود در نظر گرفته شده و تحت برخورد نتایج کلی بوده اند. پیاده سازی مفهوم شناور چندمنظوره برای موقعیت های مختلف نتایجی متفاوت را ارائه می دهد که با عامل ظرفیت و فاصله ها تغییر می نماید. مقایسه بین سیستم های نیمه شناور و سکوهای با SPAR همراه با نتایجی قابل مقایسه برحسب ظرفیت های زیست محیطی و همچنین مصرف مواد به پایان رسیده است.
۱- مقدمه
سکوهای باد غیرساحلی چندمنظوره به عنوان ساختارهایی نوین بوده که هنوز در مرحله طراحی می باشند. چنان که توسط مقالات خلاصه شده ارزیابی گردیده است، محصولات بدست آمده بر برخوردهای زیست محیطی از تمامی عوامل تحت برخورد واقع شده است. چنین تصویری بر اهمیت ارزیابی نمونه به نمونه برای ساختارهای انرژی باد غیرساحلی تاکید می نماید.
آن به عنوان حقیقتی شناخته شده می باشد که تولید انرژی از منابع انرژی تجدیدپذیر به جای سوخت های فسیلی به خاطر ظرفیت های زیست محیطی کمترشان ترجیح داده شده و همچنین سیاست های با وابستگی کمتر به نفت باعث هدایت دولت ها به افزایش نرخ تولید انرزی از منابع تجدیدپذیر می شود. با توجه به IPCC (2011)، ۲۰% از نیاز انرژی جهانی امکان دارد که تا سال ۲۰۵۰ با انرژی بادی تولید شود. انرژی بادی به وسیله چرخش روتور توسط نیروی باد به برق تبدیل شده است. سیستم های انرژی بادی به عنوان تکنولوژی هایی به خوبی ثابت شده هستند که اساسا ً توربین های محور افقی استفاده شده اند اگرچه توربین های محور عمودی نیز وجود دارند. استفاده از نواحی باد غیرساحلی برای تولید انرژی از منابع تجدیدپذیر در دهه های اخیر افزایش یافته است. در سال ۲۰۱۴، ۲۴۸۸ توربین بادی با ظرفیت ثابت ۸۰۴۵٫۳ مگاوات در ۷۴ زمین باد غیرساحلی در سراسر اروپا عمل نموده است. در یک سال با میزان باد متوسط، ۲۹٫۶ تراوات برق در این زمین های باد غیرساحلی تولید شده که ۱% از انرژی کل اتحادیه اروپا را تامین می نماید (EWEA, 2015). نواحی غیرساحلی به خاطر عدم وجود مانع و همچنین سرعت های بالای باد ترجیح داده شده است. در نتیجه، در حالی که قسمت های توربین با توجه به نواحی نزدیک ساحل و دور از ساحل تغییر ننموده اند، نوع فونداسیون (جاذبه، تک ستون، سه پایه و پوشش فولادی) به خاطر ارتفاع آب روی زمین های باد غیرساحلی تغییر می نماید. در نواحی عمیق تر دور از ساحل، توربین های بادی متحرک نیز نصب شده اند.
مبدل های انرژی موج (WEC) به عنوان راه دیگری از ایجاد انرژی تجدیدپذیر با استفاده از فضای دریایی تولیدکننده برق با استفاده از انرژی جاذبه امواج بوده اند. انرژی پتانسیل کل امواج روی زمین محاسبه شده است برای اینکه ۸۰۰۰ تا ۸۰۰۰۰ تراوات ساعت به ازای هر سال باشد (Soerensen and Weinstein, 2008) و این پتانسیل بالا منجر به طراحی و استفاده از انواع مختلفی از WEC ها از سال ۱۹۷۰ شده است. اولین WEC تجاری، LIMPET 500 بوده که برق را با اصل ستون آبی نوسان کننده (OWC) تولید می کند و در بریتانیا از سال ۲۰۰۰ اجرایی شده است. هوا در WEC هایی از نوع OWC به خاطر حرکت موجی فشرده است و این هوای فشرده به توربین برای حرکت چرخشی فشار می آورد. بیش از ۱۰۰ نوع WEC وجود دارد که صرفنظر از معیارهای مختلفی همانند موقعیت وسیله در برابر خط ساحلی (خط ساحلی، نزدیک ساحل، دور از ساحل)، موقعیت وسیله در برابر جهت امواج (نقطه جاذب، تضعیف کننده، پایان دهنده) و اصول تبدیل (OWC ، ابزارهای برتری جستن، گروه فعال موجی) (Koca et al., 2013) می تواند به روش های متنوع دسته بندی شود.

Abstract

Due to increasing demand in the use of ocean space for energy and food production, multi-purpose use of marine areas is under concern. Here, a novel semi-submersible floating platform, which unites wave and wind energy converters, is investigated in terms of environmental sustainability. LCA is a methodology, to assess environmental burdens of a product/function including all the phases it experiences, which makes it a perfect tool to determine environmental burdens of renewable energy systems due to their considerably lower impacts during operation. In this study, LCA of an energy farm, constituted of multi-use offshore platforms was executed. Results showed manufacturing of the platform is the main source of pollution. In the manufacturing phase; fixed, moving and mooring parts are the main contributors and the WECs make a minor contribution. Material consumption is the main source for burdens during the life cycle of the system hence recycling ratios considered at the end of life scenarios affect the overall results. Implementation of multi-use floating concept to different locations gives various results changing with the capacity factor and the distances. The comparison between semi-submersible system and the spar platform ended up with comparable results both in terms of environmental burdens and material consumption.

۱- Introduction

 Multi-use offshore platforms are novel structures which are still at design stage. As indicated by the outlined literature survey, outputs obtained on environmental impacts are affected from quite a lot of factors. Such a picture emphasizes the importance of case by case evaluation for offshore energy structures.

It is a well-known fact that energy generation from renewable energy resources instead of fossil fuels is preferred due to their lower environmental burdens, and also low carbon policies lead governments to increase the ratio of energy generation from renewable sources. According to IPCC (2011) 20% of the world’s energy need might be generated from wind energy by the year 2050. Wind energy is converted into electricity by means of turning the rotor by wind power. Wind energy systems are well established technologies where mainly horizontal axis turbines are used although vertical axis turbines also exist. The use of offshore areas for energy generation from renewables has increased in the last decades. In 2014, 2 488 wind turbines with 8 045.3 MW installed capacity in 74 offshore wind farms are operated through Europe. In an average wind year, 29.6 TWh energy is generated in these offshore wind farms which supplies 1% of the total energy in European Union (EWEA, 2015). Offshore areas are preferred due to absence of obstruction and also high wind speeds. Hence while the turbine parts do not change according to the onshore or offshore area, type of the foundation (gravity, monopile, tripod, and steel jacket) varies due to water depth on offshore wind farms. In deeper offshore areas, floating wind turbines are also installed.

Wave energy converters (WEC) are another way of producing renewable energy using marine space generating electricity by using the energy of gravity waves. Total wave energy potential on Earth is calculated to be 8 000–۸۰ ۰۰۰ TWh per year (Soerensen and Weinstein, 2008) and this high potential results in design and installation of a variety of WEC prototypes since 1970s. First commercial WEC, LIMPET 500, which generates electricity with Oscillating Water Column (OWC) principle, has been operating in Britain since 2000. Air is compressed in OWC type WECs due to wave motion and this compressed air forces the turning movement of the turbine. There are more than hundreds types of WECs which can be classified in several ways regarding different criteria such as device location vs. shoreline (shoreline, inshore, offshore), device location vs. wave direction (point absorber, attenuator, terminator) and conversion principle (OWC, Overtopping Devices, Wave Activated Bodies) (Koca et al., 2013).

ارزیابی طول عمر یک سکوی دریایی چند منظوره: ترکیبی از تولید انرژی باد و موج

Life Cycle Assessment of a multi-use offshore platform: Combining wind and wave energy production