PowerBuoy - это серия судовых электростанций с низким уровнем выбросов углерода, производимая Ocean Power Technologies (OPT), компанией по возобновляемым источникам энергии, расположенной в Нью-Джерси . Буи PowerBuoys чаще всего используются для обеспечения энергией морских полезных нагрузок, генерируемых экологически чистыми средствами . PowerBuoy разработан как источник бесперебойного питания . Он накапливает энергию в бортовых аккумуляторах, чтобы обеспечить непрерывную подачу энергии в периоды низкой генерации. [1]
В настоящее время в коммерческих целях используются две модели Powerbuoy, и еще больше разрабатываются OPT. Первый - это оригинальный и более распространенный PB3 PowerBuoy, а второй - Hybrid PowerBuoy, который в основном использует солнечную энергию, а не энергию волн . Обе модели PowerBuoy предназначены для работы с существующими и будущими устройствами, системами и машинами, созданными OPT. [1] [2]
Модели
PB3 PowerBuoy
PB3 PowerBuoy - это оригинальная модель PowerBuoy, разработанная Ocean Power Technologies. PB3 PowerBuoy работает как точечный поглотитель , устройство, использующее энергию волн для генерации большого количества энергии. [3] [4] Буи PB3 PowerBuoys разработаны для минимизации эксплуатационных расходов за счет простоты развертывания и использования технологии самоконтроля для быстрого и недорогого обслуживания. [1]
Дизайн
Высота | Черновой вариант | Диаметр лонжерона | Диаметр поплавка | Масса | Мин. Глубина швартовки | Максимальная глубина швартовки |
---|---|---|---|---|---|---|
13,3 м | 9,28 м | 1,0 м | 2,65 м | 8,300 кг | 25 м | 1000 м |
PB3 PowerBuoy состоит из 3 основных частей; поплавок, лонжерон и причал . [5] Поплавок - это часть буя, которая опирается на поверхность воды, обычно она яркого цвета, например, желтого, красного или оранжевого цвета. Лонжерон - это большая цилиндрическая часть буя, расположенная под поверхностью воды. Внизу лонжерона находится большая тяжелая пластина, которая не позволяет лонжерону двигаться на волнах. Поплавок может свободно перемещаться вверх и вниз по лонжерону. [5] [6] Причал - это то, что фиксирует буй на месте. Причал соединяется с лонжероном через серию тросов и опирается на поверхность воды. Каждый PB3 PowerBuoy может иметь от 1 до 3 швартовок, которые можно отрегулировать для отдыха на разной глубине в зависимости от условий и потребностей конкретного PB3 PowerBuoy. [1] [5]
Буи PB3 PowerBuoys рассчитаны на техническое обслуживание каждые 3 года. [1]
На борту каждого PB3 PowerBuoy находится система контроля и управления, набор устройств, которые принимают и обрабатывают информацию для отправки обратно в центры управления PB3 PowerBuoy. Эта система используется для самоконтроля и предоставления упреждающей информации, позволяющей более эффективное и менее затратное обслуживание, что позволяет повысить доступность и эффективность. [1] [5] С июля 2020 года система контроля и управления была расширена за счет включения системы наблюдения PowerBuoy. [7]
Выработка энергии
PB3 PowerBuoy использует относительное движение поплавка и лонжерона для выработки электроэнергии. Когда волны перемещают поплавок вверх и вниз по лонжерону, лонжерон остается неподвижным из-за тяжелой пластины внизу. Когда поплавок движется вверх и вниз, большой толкатель, соединенный с верхней частью поплавка, вбивается в лонжерон. [6] линейное движение штока преобразуется в энергию через механизм отбора мощности (ВОМ). [4] ВОМ - это система внутри лонжерона, в которой находятся машины и устройства, преобразующие линейное движение в электричество. Сначала исполнительный механизм превращает поступательное движение во вращательное движение. Вращательное движение используется для питания генератора, вырабатывающего переменный ток (AC). Электропитание переменного тока периодически меняет направление, что затрудняет управление батареей. Энергия переменного тока проходит через систему управления питанием и преобразуется в мощность постоянного тока (DC), мощность, которая течет в одном направлении, и мощность, наиболее часто используемую в батареях. Затем мощность постоянного тока сохраняется в системе накопления энергии (ESS). Кабель передает электричество от ESS к подводной подстанции, которая действует как концентратор для группы PB3 PowerBuoys. Подстанция берет энергию от группы буев PowerBuoy и отправляет ее либо на берег, либо на отдельную полезную нагрузку по длинному кабелю. [4] [6] PB3 PowerBuoy спроектирован так, чтобы постоянно сохранять часть энергии, запасенной в ESS, так что в спокойный период без волн буй может обеспечивать непрерывную мощность, используя накопленную энергию. [1] [6]
Непрерывная Средняя мощность | Пиковая мощность полезной нагрузки | Номинальная емкость аккумулятора (ESS) | Пропускная способность нулевого дня | Выход постоянного тока |
---|---|---|---|---|
8,4 кВтч / день - среднегодовая в зависимости от местоположения | 3 кВт в обычном режиме, 7,5 кВт в индивидуальном исполнении | 50 кВтч, можно масштабировать до 100 или 150 кВтч | 100 Вт на 1+ недель | 24 В - 300 В От 5 В до 600 В с индивидуальным дизайном |
В приведенной выше таблице приведены средние значения возможностей выработки и хранения энергии. Данные различаются для разных буев PowerBuoys, поскольку выработка электроэнергии зависит от местоположения и времени года. [1]
Гибридный PowerBuoy
Гибридный PowerBuoy был выпущен в июне 2020 года в качестве альтернативы PB3 PowerBuoy. Цель гибридного PowerBuoy - заменить PB3 PowerBuoy в местах, где он был ненадежен, например в районах с экстремальными погодными условиями, сильным морем или низкими волнами. Гибридный PowerBuoy отличается от PB3 PowerBuoy способом выработки энергии. Вместо того, чтобы использовать движение волн, гибридный PowerBuoy оснащен солнечными батареями , которые используют солнечную энергию для обеспечения питания полезных нагрузок. [2] [8]
Дизайн
Длина | Ширина | Высота | Масса |
---|---|---|---|
6.0 м | 2,2 м | 2,2 м | 14000 кг (полные топливные баки) |
Гибридный PowerBuoy использует солнечные панели, расположенные на верхней части гибридного PowerBuoy, для зарядки литий-железо-фосфатных батарей. Гибридный PowerBuoy использует точечную швартовку для снижения затрат и ускорения и повышения эффективности развертывания. Двигатель Стирлинга заряжает аккумулятор для обеспечения резервного питания , если солнечные панели не в состоянии обеспечить достаточную мощность в течение коротких периодов времени. [2] Кроме того, имеется дополнительная мачта, которую можно добавить к верхней части гибридного буя PowerBuoy, чтобы обеспечить интеграцию с системой наблюдения PowerBuoy, такой как PB3 PowerBuoy. [2] [7]
Выработка энергии
Гибридный PowerBuoy обеспечивает питание от литий-железо-фосфатных батарей, расположенных на борту. Эти батареи в основном заряжаются солнечными батареями, также расположенными на гибридном PowerBuoy. В ситуациях, когда солнечные панели не могут обеспечить достаточную мощность для зарядки аккумуляторов, резервная батарея будет переключаться, чтобы обеспечить менее экологичное питание, чтобы гибридный PowerBuoy оставался источником бесперебойного питания . Батареи подключены к кабелю, по которому мощность передается на полезную нагрузку. [2]
Непрерывная мощность полезной нагрузки | Пиковая мощность полезной нагрузки | Полезная энергия полезной нагрузки без дозаправки | Электрический интерфейс верхней части полезной нагрузки | Электрический интерфейс подводной полезной нагрузки |
---|---|---|---|---|
850 Вт | 1000 Вт | 1100 - 2000 кВтч | 24 В постоянного тока стандартное до 1000 В пост. тока по индивидуальному заказу | От 300 В до 1000 В постоянного тока через швартовный кабель |
Сопутствующие устройства и системы
Система видеонаблюдения PowerBuoy
Система наблюдения PowerBuoy запущена в июле 2020 года. Система наблюдения может быть интегрирована с обеими моделями PowerBuoy и действует как расширение уже имеющихся устройств связи и сбора данных. В систему входят
- громоотвод
- радар
- HD / ИК-камера
- Антенна AIS
- морские огни
- Транспондер AIS и WiFi
- Датчик ветра
- Корпус коммуникационного модуля
Одна система наблюдения способна постоянно или периодически контролировать более 1600 кв. Миль поверхности океана. Системы также могут быть связаны друг с другом, чтобы обеспечить видимость и информацию о большой площади океана. Систему можно настроить для включения дополнительных функций для конкретных ниш, таких как качество воды и активность цунами . [5] [7]
Подводная батарея
Подводная батарея была запущена в августе 2020 года. [9]
Подводный аккумулятор является экологически безопасным и экономически эффективным аккумулятором, предназначенным для питания подводных полезных нагрузок, и может быть интегрирован как с PB3 PowerBuoy, так и с Hybrid PowerBuoy, однако его также можно использовать отдельно или настроить для совместимости с другими источниками питания. [10]
В подводной батарее используются литий-железо-фосфатные батареи и она изготовлена из экологически чистых (легких) металлов. Подводный аккумулятор рассчитан на 10-летний срок службы, однако условия, в которых он находится, могут вызвать некоторые отклонения. [10]
Общая емкость | Volatge | Пиковая мощность | Размеры (длина x ширина x высота) | Общий вес | Рейтинг глубины |
---|---|---|---|---|---|
132 кВтч | От 250 до 350 В постоянного тока | 15 кВт | 3 м x 2 м x 2,1 м | 6700 кг | 500 м |
Использует
Первоначально разработанная с целью обеспечения людей, живущих на суше, возобновляемыми источниками энергии, со временем OPT сместила акцент в PowerBuoy на поиск более конкретных ниш в качестве морской энергетической системы. устройство наблюдения и связи. [11]
Оборона и безопасность
Способность PowerBuoy постоянно обеспечивать себя, проводить длительные периоды технического обслуживания и возможности наблюдения / связи делают его важным активом для организаций, уделяющих особое внимание защите и безопасности. Буи PowerBuoys могут размещаться в удаленных районах за океаном и обеспечивать непрерывную информацию береговым объектам. Это делает их идеальными для мониторинга удаленных участков океана на предмет незаконной деятельности, такой как торговля людьми и наркотиками. Организации, использующие PowerBuoys, могут получать постоянные обновления о лодках, которые заходят в океанские бассейны, где PowerBuoys осуществляют мониторинг. [7] [11] [12]
Наука и исследования
PowerBuoys - это экономичный и экологически чистый способ проведения исследований в отдаленных районах океана. PowerBuoys обеспечивают питание машин и устройств, используемых учеными и исследователями для понимания изменения климата, экосистем, погодных условий и многого другого. Низкие эксплуатационные расходы на буи PowerBuoys, а также отсутствие необходимости в постоянном обслуживании делают его идеальным для более длительных операций. [8] [13]
Коммуникация
PowerBuoys расширяет сети связи, используя свои встроенные системы наблюдения и связи. Поскольку они могут быть размещены в удаленных морских районах и питаться сами, Powerbuoys могут использоваться в качестве стабильной коммуникационной платформы, которая может расширять уже существующие сети. Это позволяет пользователям и организациям расширять свой ассортимент как для коммерческого, так и для развлекательного использования. [7] [14]
Рекомендации
- ^ a b c d e f g h i j "PB3 PowerBuoy®" . Ocean Power Technologies . Проверено 22 октября 2020 .
- ^ Б с д е е г «гибридный PowerBuoy®» . Ocean Power Technologies . Проверено 29 октября 2020 .
- ^ «Энергия и окружающая среда - прибрежная перспектива - точечные поглотители: технологии и инновации» . Coastalenergyandenvironment.web.unc.edu . Проверено 15 ноября 2020 .
- ^ а б в Эдер, Джеймс; Бретл, Джеймс; Эдвардс, Кэтлин (09.06.2013). «Эмпирическая демонстрация акаузальных стратегий управления преобразователями волновой энергии» . Том 8: Возобновляемая энергия океана . Американское общество инженеров-механиков. DOI : 10.1115 / omae2013-10020 . ISBN 978-0-7918-5542-3.
- ^ а б в г д «Ocean Power Technologies - Рекламный ролик - YouTube» . www.youtube.com . Проверено 15 ноября 2020 .
- ^ а б в г Эдвардс, Кэтлин; Мехиче, Майк (2014-04-15). «Ocean Power Technologies Powerbuoy®: методология проектирования, разработки и проверки на системном уровне» . Цитировать журнал требует
|journal=
( помощь ) - ^ а б в г д «StackPath» . www.offshore-mag.com . Проверено 27 октября 2020 .
- ^ а б «Ocean Power Technologies запускает гибридный PowerBuoy®» . finance.yahoo.com . Проверено 29 октября 2020 .
- ^ «OPT запускает решение для подводных аккумуляторов» . Офшорная энергетика . 2020-08-18 . Проверено 29 октября 2020 .
- ^ а б в «Подводная батарея» . Ocean Power Technologies . Проверено 29 октября 2020 .
- ^ а б Белый, Уильям; 6 октября, InvestorPlace Writer; 2020; 6 октября, 16.01 EST; 2020 (2020-10-06). «Ocean Power Technologies: 14 вещей, которые нужно знать об акциях OPTT» . InvestorPlace . Проверено 16 ноября 2020 .CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
- ^ «Оборона и безопасность» . Ocean Power Technologies . Проверено 16 ноября 2020 .
- ^ «Наука и исследования» . Ocean Power Technologies . Проверено 16 ноября 2020 .
- ^ «Связь» . Ocean Power Technologies . Проверено 16 ноября 2020 .