Previous research has displayed that multi-source farms provide an opportunity to reduce the cost of energy and improve the energy output quality. This thesis assesses the cost competitiveness of co-located wind-wave farms, specifically floating offshore wind (FLOW) turbines and CorPower’s wave energy converters (WEC). This research was conducted in collaboration with CorPower, a Swedish WEC developer. A cost model is generated, which calculates the levelized cost of energy (LCOE) utilizing a life-cycle cost analysis. The model is developed by combining CorPower’s existing cost model with an agglomeration of FLOW cost models from previous studies. An in depth literature research informs about synergies, which are translated into shared costs within the model. The cost model is applied to a site on the Northern coast of Portugal; the location of a FLOW farm project under development. Including wave energy, improves the annual energy production of the farm by up to 10%. However, the effects on power smoothing are negligible, due to the high seasonal variability of the wave resource and the minimal complementarity of the two energy sources. The LCOE of a 1GW 50% wind - 50% wave farm is 63€/MWh. The high initial investment costs of the wind farm results in the standalone wind LCOE of 73€/MWh. The strong capacity factor of the WECs cause the LCOE to reduce to 55€/MWh, when evaluating a standalone wave farm. In all co-location configurations, savings for FLOW and wave farm developers are exhibited. The highest savings are identified for small wind/wave arrays co-located in large farms. This results in an LCOE reduction of up to 4.5% for both wind and wave farm developers. The largest relative savings are found in the DEVEX costs and the electrical transmission installation costs. The identified cost calculations and savings are inline with previous studies. The savings are in the lower range compared to other studies, due to the conservative estimations of the degree of shared costs. The cost model provides a tool, that can be continuously updated with the most recent findings of cost inputs and wind-wave synergies, i.e. shared cost opportunities. This thesis’ results reflect how co-locating wind and wave farms can improve the cost-competitiveness of both technologies. Nevertheless, more in depth research is required to comprehend the full potential of co-located wind-wave farms. There is a necessity of collaboration between wind and wave industry members to ensure that the synergies and shared cost-opportunities identified, are fully exploited. / Tidigare forskning har visat att parker med flera källor ger möjlighet att minska energikostnaderna och förbättra energiproduktionens kvalitet. I den här avhandlingen utvärderas kostnadskonkurrenskraften hos samlokaliserade vind- och vågkraftsparker, särskilt flytande havsbaserade vindkraftverk (FLOW) och CorPowers vågenergiomvandlare (WEC). Denna forskning genomfördes i samarbete med CorPower, en svensk WEC-utvecklare. En kostnadsmodell genereras, som beräknar den nivellerade energikostnaden (LCOE) med hjälp av en livscykelkostnadsanalys. Modellen är utvecklad genom att kombinera CorPowers befintliga kostnadsmodell med en agglomeration av FLOW-kostnadsmodeller från tidigare studier. En djupgående litteraturstudie ger information om synergier, som översätts till delade kostnader i modellen. Kostnadsmodellen tillämpas på en plats på Portugals norra kust, där ett FLOW-anläggningsprojekt är under utveckling. Genom att inkludera vågenergi förbättras parkens årliga energiproduktion med upp till 10%. Effekterna på effektutjämningen är dock försumbara, på grund av vågresursens stora säsongsvariationer och de två energikällornas minimala komplementaritet. LCOE för en 1GW 50% vind - 50% vågkraftspark är 63€/MWh. De höga initiala investeringskostnaderna för vindkraftsparken resulterar i en LCOE för fristående vindkraft på 73 €/MWh. Den starka kapacitetsfaktorn för WECs gör att LCOE minskar till 55€/MWh, vid utvärdering av en fristående vågkraftspark. I alla samlokaliseringskonfigurationer uppvisas besparingar för FLOW och vågparksutvecklare. De största besparingarna identifieras för små vind-/vågkraftsparker som samlokaliseras i stora parker. Detta resulterar i en minskning av LCOE med upp till 4,5% för både vind- och vågparksutvecklare. De största relativa besparingarna finns i DEVEX-kostnaderna och installationskostnaderna för elektrisk överföring. De identifierade kostnadsberäkningarna och besparingarna är i linje med tidigare studier. Besparingarna ligger i det lägre intervallet jämfört med andra studier, på grund av de konservativa uppskattningarna av graden av delade kostnader. Kostnadsmodellen är ett verktyg som kontinuerligt kan uppdateras med de senaste rönen om kostnadsingångar och synergier mellan vind och våg, dvs. möjligheter till delade kostnader. Resultaten i denna avhandling visar hur samlokalisering av vind- och vågkraftsparker kan förbättra kostnadskonkurrenskraften för båda teknikerna. Det krävs dock mer djupgående forskning för att förstå den fulla potentialen hossamlokaliserade vind- och vågparker. Det finns ett behov av samarbete mellanvind- och vågkraftsindustrin för att säkerställa att de identifierade synergierna ochgemensamma kostnadsmöjligheterna utnyttjas fullt ut.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-335494 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Blech, Eva |
| Publisher | KTH, Skolan för industriell teknik och management (ITM) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2023:138 |
Page generated in 0.0028 seconds