Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Evopod в масштабе 1/10 установлен в Стрэнгфорд-Лох в 2008 году.

Evopod - это уникальное устройство для приливной энергии , разработанное британской компанией Oceanflow Energy Ltd для выработки электроэнергии из приливных и океанских течений . Он может работать на открытых глубоководных участках, где сильный ветер и волны также создают окружающую среду. [1]

Плавающие привязные турбины [ править ]

Преимущества [ править ]

Evopod - установлен в Стрэнгфорд-Лох, 2009 г.
  • Скорость течения в приливных и океанских течениях, как правило, максимальна у поверхности и падает по мере погружения в толщу воды . Поскольку мощность, которая может быть извлечена из свободно текущей воды, пропорциональна кубу скорости, то увеличение скорости потока на 10% соответствует увеличению мощности на 33% на единицу рабочей площади турбины. [2]
  • Как правило, поток более постоянен в верхней 1/3 толщи воды, поскольку он находится на значительном удалении от возмущений, создаваемых топографией морского дна .
  • Сила сопротивления на турбинах с той же выходной мощностью пропорционально меньше для турбины с более быстрым потоком (расположенной в верхней части водяного столба), чем у турбины с более медленным потоком (расположенной в нижней части водяного столба).
  • Плавучее устройство не требует плоского морского дна, поскольку для свайных якорей требуется относительно мало места, и на морском дне нет никакой конструкции.
  • Турбины, поддерживаемые плавучими платформами, легче доступны для обслуживания, чем турбины на морском дне.
  • Поддержание водонепроницаемости уплотнений менее проблематично для устройств, расположенных выше в толще воды, поскольку они не подвергаются таким экстремальным статическим давлениям.
  • Плавучие устройства, оснащенные навигационными огнями и маркировкой, легче идентифицировать в соответствии с международными навигационными правилами, чем немаркированные подводные турбины.

Недостатки [ править ]

  • Плавучие устройства подвержены воздействию океанских волн, которые могут вызывать движения, влияющие на работу турбин, которые они поддерживают; полупогружные устройства, такие как Evopod, спроектированы как устойчивая платформа на волнах, чтобы они могли работать дольше и извлекать больше энергии из скорости волновых частиц. Волны, достаточно большие, чтобы оказать неблагоприятное воздействие на Evopod, будут воздействовать на турбины во всех частях водяного столба.
  • Океанские волны создают орбитальное движение частиц воды, которое будет добавлять или вычитать из устойчивого океанического течения или скорости приливного потока, когда волна проходит через турбину. Без надлежащего шага лопастей или систем управления коробкой отбора мощности это может привести к остановке лопастей и потере выходной мощности. С помощью надлежащих систем управления можно извлечь эту кинетическую энергию из волн, как это делает ветряная турбина в ответ на порывы ветра. Скорость волновых частиц для коротких волн уменьшается с глубиной воды и, следовательно, не является проблемой для глубоко погруженных турбин. По мере того, как длина волны становится больше, она становится волной на мелководье, где скорость в водной толще мало изменяется.
  • Вертикальная составляющая нагрузки при швартовке, вызванная сопротивлением турбины, может затянуть плавучую платформу под воду, если она не будет в достаточной мере компенсирована изменением сил плавучести, например, погружением подкосов Evopod или гидродинамическими подъемными силами (подъемные крылья). ). Испытания показали, что остаточная плавучесть Evopods достаточна, чтобы противостоять этим силам, с дополнительным бонусом в виде улучшения стабильности системы.
  • Плавучие устройства должны быть достаточно прочными, чтобы выдерживать удары обломков, а в северных широтах может потребоваться их конструкция, позволяющая справляться с плавучими льдинами. Однако это верно для всех турбин, поскольку обломки могут быть полностью погружены в воду и, следовательно, удариться о любую турбину на морском дне.

Особенности дизайна [ править ]

Конструкция корпуса и вращающийся напорный буй [ править ]

3D-рендеринг Evopod.

Устройство отличается от других приливных турбин тем, что турбина установлена ​​на плавучем полупогруженном корпусе, привязанном к морскому дну. Электроэнергетическое оборудование аналогично ветряной турбине и размещено в водонепроницаемом нижнем корпусе цилиндрической формы, который глубоко погружен ниже ватерлинии и поддерживается небольшими стойками, пронизывающими поверхность гидросамолета.

Один из вариантов этой запатентованной концепции корпуса имеет три вертикальные стойки, пронизывающие поверхность воды, что очень похоже на конструкцию мультикорпусного корпуса SWATH . Две поперечно разделенные задние стойки обеспечивают устойчивость, необходимую для противодействия крутящему моменту, действующему на одну турбину / генераторную установку. Конфигурация распорок также гарантирует, что флюгер устройства будет перемещаться вокруг своего швартовного буя в разгар воды так, что он всегда будет указывать в направлении течения.

Устройство пришвартовано с помощью среднегабаритного буя, который закреплен на морском дне четырьмя раздвинутыми швартовными тросами, которые прикреплены к морскому дну свайными или гравитационными якорями. Конструкция буя также уникальна тем, что он включает в себя геофиксированную часть, которая прикреплена к морскому дну, и вращающуюся часть, которая связана с Evopod жестким хомутом. Таким образом, силы лобового сопротивления турбины передаются через систему подшипников, соединяющую неподвижную и вращающуюся части буя. Вертлюг для передачи мощности токосъемному кольцу расположен в буе, так что скручивание не передается на шлангокабель, который передает мощность от среднего водного буя на морское дно. Подводный кабель для экспорта электроэнергии соединяет точку подключения шлангокабеля на морском дне к берегу.

Благодаря конструкции корпуса с флюгером и вращающемуся среднему буйку Evopod вырабатывает электроэнергию как при отливе, так и при приливе, всегда указывая направление течения прилива. Это дает ему время генерации примерно 20 часов в лунный день (примерно 24 часа 50 минут).

По сравнению с другими морскими телами, плавающими на поверхности океана, полупогруженная форма корпуса Evopod практически не подвержена влиянию проходящих волн. Он также спроектирован таким образом, чтобы его можно было легко отсоединить от среднегабаритного буя для операций по подъему. Разработка безопасных операций по установке, техническому обслуживанию и восстановлению в опасной среде с быстрым течением является одной из самых больших проблем, с которыми сталкиваются разработчики устройств с приливной энергией.

Устройство предназначено для глубоководных участков, таких как Пентленд-Ферт (глубина воды до 60 метров, скорость потока 6 м / с). Глубоководные участки в водах Великобритании имеют самые высокие скорости течения и имеют наибольший потенциал для выработки электроэнергии. [2]

Тестирование и сотрудничество [ править ]

Подготовка к запуску Evopod, Portaferry, Северная Ирландия.jpg

Испытания танков Evopod в масштабе 1/40, Ньюкаслский университет, Англия [ править ]

Модель Evopod в масштабе 1/40 была первоначально испытана в испытательном резервуаре Университета Ньюкасла на этапе проверки концепции. [3]

Демонстрация приливной испытательной установки Evopod мощностью 1 кВт, Tees Barrage, Англия [ править ]

Устройство в масштабе 1/10 первоначально использовалось Narec (Национальный центр возобновляемой энергии) для демонстрации приливных испытательных установок на плотине Тис в Торнаби-он-Тис недалеко от Мидлсбро, Великобритания . [4]

Морские испытания Evopod мощностью 1 кВт, Портаферри, Северная Ирландия [ править ]

В 2008 году устройство Evopod в масштабе 1/10 было установлено и испытано в приливном потоке через Strangford Narrows около Portaferry , Северная Ирландия . В течение двух лет устройство собирало данные, но не было подключено к сети в рамках программы исследований морской энергии Supergen [5], в частности, в сотрудничестве с Королевским университетом Белфаста . В 2011 году устройство было модернизировано и теперь включает в себя решение по экспорту энергии, которое подает вырабатываемую Evopod энергию на суше в Морскую лабораторию Королевского университета. Электроэнергия в настоящее время подается в электрическую цепь Морской лаборатории, и в ближайшем будущем планируется полностью подключить ее к сети.

Морские испытания Evopod мощностью 35 кВт, Саунд Санда, Шотландия [ править ]

В 2010 году Oceanflow Energy получила грант Scottish WATERS [6] на «Построение и развертывание« Evopod », 35-киловаттной плавучей энергосистемы, подключенной к приливной энергетической турбине в Sanda Sound в Южном Кинтайре».

Награды [ править ]

Oceanflow Energy и Evopod выиграли несколько наград, последней из которых стала региональная награда Shell Springboard в феврале 2009 года. [7] Компания также получила награды за «инновации года» и «зеленый бизнес года» на северо-востоке страны. Англия.

См. Также [ править ]

  • Приливная сила
  • Футболки Barrage
  • Strangford Lough
  • Производство электроэнергии
  • NaREC

Ссылки [ править ]

  1. ^ «Недавняя статья об Oceanflow Energy Ltd с сайта www.carbon-innovation.com» . Архивировано из оригинала на 2011-07-08 . Проверено 16 июля 2009 .
  2. ^ a b Black and Veatch (17-7-2005) « ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ ПО ПРИЛИВНОМ ПОТОКУ - РЕСУРСЫ И ТЕХНОЛОГИИ» (PDF) Дата обращения: 11.06.2009.
  3. ^ "Буксирный танк - Морские науки и технологии - Университет Ньюкасла" . Архивировано из оригинала на 2009-09-28 . Проверено 16 июля 2009 .
  4. ^ "NaREC запускает приливно-испытательный комплекс" . Архивировано из оригинала на 2007-10-13 . Проверено 16 июля 2009 .
  5. ^ Ежегодная ассамблея Supergen Marine Energy - профессор Тревор Уиттакер, д-р Грэм Сэвидж, д-р Мэтт Фолли, г-н Куан Боак (1-10-2008) «Прогресс на пути к морю» [ постоянная мертвая ссылка ] (PDF) Дата обращения 21-8-2012.
  6. ^ http://www.scottish-enterprise.com/your-sector/energy/energy-funding/wave-and-tidal-energy-fund.aspx Архивировано 22 июня 2011 г. в прессе о финансировании грантов Wayback Machine Scottish Executive WATERS релиз
  7. ^ "Идеи победы Shell Springboard 2009 - Энергия Oceanflow" . Архивировано из оригинала на 2009-07-14 . Проверено 16 июля 2009 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Веб-сайт компании Oceanflow Energy Ltd.
  • Сайт компании Aquamarine Power Ltd
  • Веб-сайт премии Shell Springboard Awards
  • Британский центр исследований морской энергии SuperGen

Видео [ править ]

  • Страница Oceanflow Energy на Vimeo
  • Канал Oceanflow Energy на YouTube

Координаты : 54.388 ° N 5.566 ° W54 ° 23′17 ″ с.ш., 5 ° 33′58 ″ з.д. /  / 54,388; -5,566