Евопод - Evopod

Evopod в масштабе 1/10 установлен в Странгфорд-Лох в 2008 году.

Евопод уникальный энергия приливов устройство, разрабатываемое Великобритания компания Oceanflow Energy Ltd для производства электроэнергии из приливных потоков и Океанские течения. Он может работать на открытых глубоководных участках, где сильный ветер и волны также создают окружающую среду.^[1]

Плавающие привязные турбины

Преимущества

Evopod - установлен в Странгфорд-Лох, 2009 г.

В скорость потока в приливных и океанских течениях, как правило, быстрее всего у поверхности и падает по мере спуска в столб воды. Поскольку мощность, которую можно извлечь из свободно текущей воды, пропорциональна кубу скорости, то увеличение скорости потока на 10% соответствует увеличению мощности на 33% на единицу рабочей площади турбины.^[2]
Течение обычно более равномерное в верхней 1/3 толщи воды, поскольку оно находится на значительном удалении от возмущений, создаваемых морским дном. топография.
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, более 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, оборудованные навигационными огнями и маркировкой, легче идентифицировать в соответствии с международными навигационными правилами, чем немаркированные подводные турбины.

Недостатки

Плавающие устройства подлежат океанская волна действие, которое может вызвать движения, которые повлияют 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. Волна скорость частицы для коротких волн уменьшается с глубиной воды и поэтому не представляет проблемы для глубоко погруженных турбин. По мере того, как длина волны становится длиннее, она становится волной на мелководье, где скорость в водном столбе мало изменяется.
Вертикальная составляющая нагрузки при швартовке, вызванная сопротивлением турбины, может затянуть плавучую платформу под воду, если она не компенсируется в достаточной мере изменением выталкивающих сил, например погружение подкосов на Евопод, или гидродинамические подъемные силы (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, ударить по любой турбине на морском дне.

Особенности дизайна

Конструкция корпуса и вращающийся разводной буй

3D-рендеринг Evopod.

Устройство отличается от других приливных турбин тем, что турбина установлена на плавучем полупогруженном корпусе, который привязан 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 вариант этой запатентованной концепции корпуса имеет три вертикальные стойки, которые пробивают поверхность воды, как у многокорпусного корпуса. SWATH дизайн. Две поперечно разделенные задние стойки обеспечивают устойчивость, необходимую для противодействия крутящему моменту, действующему на одну турбину / генератор. Конфигурация распорок также гарантирует, что флюгер устройства будет вращаться вокруг своего швартовного буя в разгар воды так, чтобы он всегда был направлен 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 жесткой вилкой. Таким образом, силы лобового сопротивления турбины передаются через систему подшипников, соединяющую неподвижную и вращающуюся части буя. Вертлюг для передачи энергии токосъемным кольцом расположен в буе, так что скручивание не передается на шлангокабель, который передает мощность от среднего водного буя на морское дно. Подводный кабель для передачи электроэнергии соединяет точку подключения шлангокабеля на морском дне к берегу.

Благодаря конструкции корпуса с флюгером и вращающемуся среднему буйку Evopod вырабатывает электроэнергию как во время приливов, так и во время приливов, всегда направляя их в сторону течения. Это дает ему время генерации примерно 20 часов в лунный день (примерно 24 часа 50 минут).

По сравнению с другими морскими телами, которые плавают на поверхности океана, полупогруженный корпус Evopod практически не подвержен влиянию проходящих волн. Он также спроектирован таким образом, чтобы его можно было легко отсоединить от среднего водного буя для операций по восстановлению. Разработка безопасных операций по установке, техническому обслуживанию и восстановлению в опасной среде с быстрым течением является одной из самых больших проблем, стоящих перед разработчиками 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

Испытания резервуаров Evopod в масштабе 1/40, Ньюкаслский университет, Англия

Модель Evopod в масштабе 1/40 первоначально была испытана в испытательном резервуаре Ньюкаслский университет на этапе подтверждения концепции.^[3]

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

Устройство масштаба 1/10 первоначально использовалось для демонстрации приливных испытаний на Футболки Barrage в Торнаби-он-Тис недалеко от Мидлсбро, Великобритания, автор: Нарек (Национальный центр возобновляемых источников энергии).^[4]

Морские испытания Evopod мощностью 1 кВт, Портаферри, Северная Ирландия

В 2008 г. было установлено устройство Evopod в масштабе 1/10, которое прошло испытания в приливно-отливных условиях. Strangford Narrows возле 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 сотрудничестве с Королевский университет Белфаста, среди других. В 2011 году устройство было модернизировано, и в него было включено решение по экспорту энергии, которое подает энергию, вырабатываемую Evopod на суше, в Морскую лабораторию Королевского университета. В настоящее время электроэнергия подается в электрическую цепь Морской лаборатории, и в ближайшем будущем планируется полностью подключить ее к сети.

Морские испытания Evopod мощностью 35 кВт, Санда-Саунд, Шотландия

В 2010 году компания Oceanflow Energy получила награду Scottish WATERS.^[6] грант на «Построение и развертывание« Evopod », 35-киловаттной плавучей сети, подключенной к приливной энергетической турбине в проливе Санда в Южном Кинтайре».

Награды

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

Смотрите также

внешняя ссылка

видео

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

[1] «Недавняя статья об Oceanflow Energy Ltd с сайта www.carbon-innovation.com». Архивировано из оригинал на 2011-07-08. Получено 2009-07-16.

[smith-2] а ^б Блэк и Вич (17-7-2005) «ИТОГОВЫЙ ОТЧЕТ ПО ПРИЛИВНЫМ ПОТОКАМ - РЕСУРСЫ И ТЕХНОЛОГИИ» (PDF) Проверено 11.06.2009.

[3] «Буксирный танк - Морские науки и технологии - Университет Ньюкасла». Архивировано из оригинал на 2009-09-28. Получено 2009-07-16.

[4] «НаРЭК запускает приливно-испытательный комплекс». Архивировано из оригинал на 2007-10-13. Получено 2009-07-16.

[Supergen-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 к морю»^{[постоянная мертвая ссылка ]} (PDF) Проверено 21 августа 2012 г.

[6] ttp://www.scottish-enterprise.com/your-sector/energy/energy-funding/wave-and-tidal-energy-fund.aspx В архиве 2011-06-22 на Wayback Machine Пресс-релиз о финансировании гранта Scottish Executive WATERS

[7] «Победные идеи Shell Springboard 2009 - Oceanflow Energy». Архивировано из оригинал на 2009-07-14. Получено 2009-07-16.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]