Ide-ide baru dalam teknik kelautan diperlukan untuk menginstalnya
Energy

Ide-ide baru dalam teknik kelautan diperlukan untuk menginstalnya


Kredit: Nuttawut Uttamaharad/Shutterstock

Inggris berencana untuk memasang 40 gigawatt tenaga angin lepas pantai pada tahun 2030—cukup untuk menyediakan listrik ke setiap rumah di negara ini. Ini akan membutuhkan 5.000 turbin angin—dua kali lipat jumlah yang dipasang di lepas pantai di seluruh dunia pada akhir tahun 2020. Proyeksi saat ini menunjukkan 234 gigawatt energi angin lepas pantai akan dipasang secara global pada tahun 2030, yang berarti sekitar 30.000 turbin.

Pengembang energi hijau berharap dapat memanfaatkan angin kencang yang bertiup di lepas pantai dan memungkinkan turbin yang lebih besar menghasilkan lebih banyak listrik daripada yang setara di darat. Memasok listrik yang setara dengan listrik rumah di Inggris untuk sembilan miliar orang pada tahun 2050 akan membutuhkan sekitar setengah juta turbin angin lepas pantai. Selain lebih dari dua juta kapal penangkap ikan, aktivitas industri di laut dalam skala ini belum pernah terjadi sebelumnya. Selama 70 tahun terakhir, hanya sekitar 5.000 rig minyak dan gas lepas pantai yang dipasang di laut, dan banyak di antaranya telah dipindahkan.

Mengembangkan minyak dan gas lepas pantai telah membantu para insinyur mempelajari bagaimana merancang struktur laut yang tetap di satu tempat, jauh dari daratan, selama beberapa dekade. Saat dunia bertransisi dari sejumlah kecil instalasi minyak dan gas ke sejumlah besar perangkat energi terbarukan, bagaimana para insinyur merancang di lautan juga harus berkembang. Sama seperti ekstraksi bahan bakar fosil harus diakhiri, demikian pula filosofi desain yang menopang industri ini. Yaitu, memenuhi kebutuhan manusia yang didefinisikan secara sempit dan pengembalian investasi yang tinggi.

Filosofi desain lama

Untuk membuat turbin angin bekerja di lepas pantai, kemajuan teknologi besar telah dibuat. Dengan menggunakan sensor jarak jauh, para insinyur dapat dengan tepat mengontrol sudut bilah sepanjang 80 meter untuk memaksimalkan berapa banyak energi yang dihasilkan, atau mencegah kerusakan dalam cuaca buruk. Tabung baja selebar sepuluh meter dapat dipalu secara vertikal ke dasar laut untuk mendukung turbin angin yang dipasang di area yang luas.

Insinyur sedang bekerja untuk merancang turbin yang lebih besar, beroperasi lebih efisien dan lebih lama, yang dapat dipasang lebih jauh dari pantai, seperti turbin terapung untuk perairan lebih dalam dari 50 meter. Semua inovasi ini didorong dengan satu pekerjaan dalam pikiran: membuat listrik. Sama dengan industri minyak dan gas (dan sebagian besar lainnya), filosofi desain angin lepas pantai yang berlaku adalah membangun sesuatu yang mencapai tujuan ini sambil memenuhi kewajiban lingkungan dan keselamatan dengan harga terendah.

Namun, harga turbin angin lepas pantai, bersama dengan harga sebagian besar barang yang diproduksi, mengabaikan berbagai biaya yang terlibat dalam siklus hidup produk. Turbin adalah baja hingga 70%, yang terbuat dari besi daur ulang atau baru diekstraksi, yang diproses dari bijih. Bijih ini dikeluarkan dari batu dengan peledakan yang menyebabkan gangguan pada lingkungan alam, dan seringkali dari situs dengan signifikansi budaya bagi masyarakat adat. Bijih yang ditambang kemudian diangkut dengan truk besar, dihancurkan, dimurnikan, diproses, dan dikirim.

Baik itu emisi dari mesin yang memproses dan mengangkut bijih atau kontaminan udara dan air yang dilepaskan selama ekstraksi, penambangan menciptakan polusi. Mengubah besi menjadi baja juga berkontribusi terhadap perubahan iklim. Secara global, industri besi dan baja bertanggung jawab atas 11% emisi CO₂.

Pelat baja dikirim dan kemudian digulung menjadi bagian melengkung, orang dan mesin mengelasnya untuk membentuk tabung panjang, yang dimuat ke kapal, diangkut ke laut dan dirakit, proses yang sebagian besar ditenagai oleh bahan bakar fosil.

Turbin angin lepas pantai dapat mencapai 30.000 pada tahun 2030 – ide-ide baru dalam teknik kelautan diperlukan untuk memasangnya

Akhir dari era rekayasa? Kredit: SINCHAI_B/Shutterstock

Dunia membutuhkan lebih banyak turbin angin, dan cepat. Namun yang jelas, konsekuensi lingkungan dan sosial dari pembuatan dan pemasangannya mengurangi potensi positifnya. Saat ini, desain yang paling ambisius berusaha meminimalkan dampak negatif ini.

Bisakah kita berpikir lebih dalam? Segala sesuatu yang kami rekayasa, apakah itu pakaian, ponsel, atau turbin angin lepas pantai membutuhkan sumber daya dari sistem biologis dan fisik Bumi, yang diambil, dibuat menjadi barang-barang yang kami gunakan sehari-hari dan kemudian dibuang sebagai limbah. Sebuah laporan penting baru-baru ini menunjukkan bahwa cara mengeksploitasi alam ini melampaui kemampuannya untuk pulih.

Bagaimana jika, selain membangun infrastruktur yang berguna bagi masyarakat, para insinyur berusaha untuk mengikat pekerjaan mereka ke dalam proses ekologis? Kita perlu mengubah pemikiran kita dari sekadar membatasi kerusakan pada alam, menjadi memasukkan kebutuhannya, sehingga kita membalas dan mendukung alam sebagaimana ia mendukung kita, dan membantu meregenerasi sistem alam ini.

Membayangkan kembali teknik kelautan

Prinsip-prinsip desain yang bertujuan untuk memenuhi kebutuhan manusia di samping kebutuhan planet ini baru-baru ini berhasil diterapkan pada perencanaan kota di Amsterdam. Menerapkan prinsip-prinsip serupa untuk perencanaan di laut mungkin dimulai dengan satu pertanyaan: apa artinya bagi ladang angin dan habitatnya untuk berkembang?

Di Swedia, sebuah penelitian menemukan bahwa mendesain ulang fondasi instalasi energi gelombang menguntungkan populasi kepiting coklat. Cukup menambahkan lubang di struktur yang disediakan tempat berlindung bagi krustasea. Pondasi ini juga dapat dirancang untuk menyebabkan upwelling air laut, memindahkan nutrisi dan makanan dari laut dalam untuk dimakan ikan. Struktur lepas pantai bahkan bisa menyedot karbon dari udara. Contoh-contoh ini hanyalah sekilas tentang bagaimana ladang angin masa depan dapat dirancang untuk mendukung kehidupan, baik manusia maupun non-manusia.

Teknologi dapat membantu menciptakan hubungan baru antara manusia dan ladang angin lepas pantai. Aplikasi dan pengukur pintar dapat menunjukkan kepada pengguna energi bagaimana pola cuaca dan lingkungan memengaruhi pembangkit listrik tenaga angin di rumah mereka. Ini dapat membantu mereka memahami kapan sebaiknya menggunakan kekuatan dan kapan sebaiknya, dan menggunakan apa yang dibutuhkan.

Tapi apa artinya bagi kincir angin untuk mendukung kesejahteraan orang-orang yang tersentuh oleh setiap mata rantai dalam rantai pasokannya? Ini menimbulkan lebih banyak pertanyaan tentang bagaimana dan dari mana baja bersumber dan dikirim, atau bagaimana pengembalian finansial dari tenaga angin mendukung pekerja untuk meninggalkan industri bahan bakar fosil sebagai bagian dari transisi yang adil.

Insinyur kelautan harus berpikir secara ekologis untuk membantu spesies hidup dan berkembang melalui dekade-dekade sulit di masa depan. Kita perlu menantang status quo, terbuka untuk kolaborasi, dan membayangkan kembali bagaimana kita dapat bekerja dengan laut.


Peternakan angin terapung: Bagaimana menjadikannya masa depan listrik hijau


Disediakan oleh The Conversation

Artikel ini diterbitkan ulang dari The Conversation di bawah lisensi Creative Commons. Baca artikel aslinya.Percakapan

Kutipan: Turbin angin lepas pantai dapat mencapai 30.000 pada tahun 2030: Ide-ide baru dalam teknik kelautan diperlukan untuk memasangnya (2021, 28 Juli) diambil 28 Juli 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-07-offshore-turbines-ideas -ocean.html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari transaksi wajar apa pun untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Togel HK