Sóng là do gió thổi trên bề mặt của đại dương. Trong nhiều lĩnh vực của thế giới, gió thổi với đủ tính nhất quán và lực lượng để cung cấp sóng liên tục. Có năng lượng to lớn trong những con sóng đại dương. Thiết bị năng lượng sóng lấy năng lượng trực tiếp từ các chuyển động bề mặt của sóng biển hoặc từ biến động áp lực bên dưới bề mặt.Năng lượng sóng khác nhau đáng kể trong các phần khác nhau của thế giới, và năng lượng sóng không thể được khai thác có hiệu quả ở khắp mọi nơi. Khu vực giàu có sóng điện của thế giới bao gồm các bờ biển phía tây của Scotland, miền bắc Canada, Nam Phi, Úc, và các bờ biển phía tây bắc của Hoa Kỳ.
Trang 1PELAMIS WAVE POWER ( RẮN NƯỚC ).
Tổng quan:
Sóng là do gió thổi trên bề mặt của đại dương Trong nhiều lĩnh vực của thế giới, gió thổi với đủ tính nhất quán và lực lượng để cung cấp sóng liên tục Có năng lượng to lớn trong những con sóng đại dương Thiết bị năng lượng sóng lấy năng lượng trực tiếp từ các chuyển động bề mặt của sóng biển hoặc từ biến động áp lực bên dưới bề mặt
Năng lượng sóng khác nhau đáng kể trong các phần khác nhau của thế giới, và năng lượng sóng không thể được khai thác có hiệu quả ở khắp mọi nơi Khu vực giàu có sóng điện của thế giới bao gồm các bờ biển phía tây của Scotland, miền bắc Canada, Nam Phi, Úc, và các bờ biển phía tây bắc của Hoa Kỳ
Biển sóng công nghệ năng lượng
Một loạt các công nghệ đã được đề xuất để nắm bắt được năng lượng từ sóng Một
số các thiết kế hứa hẹn hơn đang trải qua trình diễn thử nghiệm ở quy mô thương mại
Công nghệ sóng được thiết kế để được cài đặt trong gần bờ, ngoài khơi, và các địa điểm ngoài khơi xa OCS năng lượng thay thế EIS theo chương trình là có liên quan chủ yếu với các công nghệ sóng xa bờ và ngoài khơi xa Hệ thống ngoài khơi nằm trong vùng nước sâu, thường là hơn 40 mét (131 feet)
Trong khi tất cả các công nghệ năng lượng sóng được dự định sẽ được lắp đặt tại hoặc gần bề mặt của nước, chúng khác nhau về định hướng của họ để những con sóng mà họ đang tương tác và trong cách thức mà họ chuyển đổi năng lượng của sóng thành các dạng năng lượng khác, thường là điện Các công nghệ sóng Dưới đây là các mục tiêu phát triển gần đây
Thiết bị đầu cuối mở rộng vuông góc với hướng truyền sóng và nắm bắt hoặc phảnánh sức mạnh của sóng Các thiết bị này thường trên đất liền hoặc gần bờ, tuy nhiên, phiên bản nổi đã được thiết kế cho các ứng dụng ngoài khơi Cột nước dao động là một hình thức thúc trong đó nước chảy vào qua một lỗ dưới bề mặt vào một buồng với không khí bị mắc kẹt ở phía trên Các tác động của sóng gây ra các cột nước đã nắm bắt để di chuyển lên xuống như một piston để buộc không khí mặc dù một mở kết nối với một tua-bin
Một điểm hấp thụ là một cấu trúc nổi với các thành phần chuyển động tương đối với nhau do tác động của sóng (ví dụ như một cái phao nổi bên trong một xi lanh
cố định) Chuyển động tương đối được sử dụng để lái bánh xe chuyển đổi năng
Trang 2lượng điện hoặc thủy lực.
Suy hao lâu multisegment cấu trúc nổi theo định hướng song song với hướng của sóng Chiều cao khác nhau của sóng dọc theo chiều dài của thiết bị làm cong nơi các phân đoạn kết nối, và dằn mặt này được kết nối với máy bơm thủy lực hoặc chuyển đổi khác
Thiết bị tràn có hồ chứa được lấp đầy bởi các sóng đến mức trên đại dương xung quanh trung bình Sau đó nước được phát hành, và lực hấp dẫn làm cho nó rơi về phía bề mặt đại dương Năng lượng của các nước giảm được sử dụng để quay tua-bin thủy điện Đặc biệt xây dựng tàu biển cũng có thể nắm bắt được năng lượng của sóng biển Những nền tảng nổi tạo ra điện bằng cách chuyển sóng qua tua-bin nội bộ và sau đó trở lại xuống biển
Cân nhắc môi trường
Vấn đề môi trường tiềm năng cho sự phát triển của năng lượng sóng bao gồm:Tác động tích cực hoặc tiêu cực đến môi trường sống biển (tùy theo tính chất của
bề mặt thêm ngập nước, nền tảng trên nước, và những thay đổi trong đáy biển), phiên bản độc, rò rỉ hoặc đổ hoá chất, chất lỏng được sử dụng trong các hệ thống làm việc với chất lỏng thuỷ lực; thị giác và tiếng ồn tác động (thiết bị cụ thể, với sựbiến đổi đáng kể trong chiều cao mạn khô có thể nhìn thấy và tiếng ồn ở trên và dưới mặt nước); xung đột với những người dùng khác không gian biển, chẳng hạn như vận chuyển thương mại và chèo thuyền giải trí
Giới thiệu lịch sử phát triển:
Trang 3Pelamis là kết quả của hơn một thập kỷ chuyên dụng thử nghiệm, mô hình hóa và phát triển.
Từ năm 1998, chương trình phát triển Pelamis đã bao phủ tất cả các khía cạnh của thiết kế từ khái niệm tinh tế cơ bản thông qua để tăng tốc kiểm tra chu kỳ của các thành phần cá nhân đáng tin cậy
Trong giai đoạn đầu của sự phát triển Pelamis trước khi hoạt động toàn diện vào năm 2004, mô hình số rộng và phân tích và một loạt các mô hình trình diễn công nghệ ở các quy mô khác nhau đã được sử dụng để hiểu đặc điểm tồn tại trong sóng cực và xác minh tính chính xác của mô phỏng của chúng Mô hình số và thử
nghiệm quy mô tiếp tục là một phần quan trọng trong việc nghiên cứu và phát triểncông nghệ Pelamis, và được thảo luận chi tiết hơn dưới "Kiểm tra và xác nhận.Các thử nghiệm Pelamis
Các Pelamis đầy đủ nguyên mẫu máy quy mô đã được thử nghiệm tại Trung tâm Năng lượng biển châu Âu từ năm 2004 đến năm 2007 Nó đã được đưa ra vào đầu năm 2004 và lần đầu tiên được lắp đặt tại EMEC trong tháng 8 năm 2004 sau một loạt các thử nghiệm trên biển ở Biển Bắc
Nguyên mẫu Pelamis là chuyển đổi của thế giới đầu tiên thương mại quy mô sóng năng lượng để tạo ra điện cho một lưới điện quốc gia từ sóng ngoài khơi
Trong năm 2006, nguyên mẫu đã được nâng cấp lên các đặc điểm kỹ thuật tương
tự như các máy sản xuất được sử dụng trong các dự án Aguçadoura Thử nghiệm trên biển tiếp tục được thực hiện trên máy tính nâng cấp trước khi nó được cài đặt lại tại trang web EMEC Tháng Ba 2007 Sau đó máy hoàn thành một giai đoạn mở rộng hơn nữa của thử nghiệm, đáp ứng một số lượng lớn các mục tiêu thử nghiệmquan trọng
Nguyên mẫu là 120m dài 3,5 m và có đường kính và bao gồm bốn phần ống được liên kết bởi ba, ngắn hơn, mô-đun chuyển đổi năng lượng Thử nghiệm của máy này đã chứng minh khái niệm Pelamis, xử lý máy tính, kết nối lưới điện, và rằng thế hệ quyền lực và hành vi được kết hợp với mô hình số
Các khía cạnh của việc thử nghiệm các nguyên mẫu đã được hỗ trợ bởi Quỹ Juice nPower
Tiếp theo sự thử nghiệm thành công của nguyên mẫu máy, Pelamis Wave Power đảm bảo một đơn đặt hàng từ Bồ Đào Nha Enersis tiện ích điện để xây dựng trang trại làn sóng đầu tiên của thế giới ngoài khơi bờ biển phía tây bắc của Bồ Đào Nha
Trang 4tại Aguçadoura.
Trang trại máy ba có công suất lắp đặt của 2.25MW
Pelamis thực hiện các cấu trúc dự án chế tạo và lắp ráp chính của mô-đun chuyển đổi năng lượng ở Scotland trước khi vận chuyển các đơn vị chính để Peniche, Bồ Đào Nha để lắp ráp và vận hành thử
Ba máy đã được cài đặt và hoạt động trong năm 2008, tạo ra năng lượng bền vững cho lưới điện với thỏa thuận gần với mô phỏng Pelamis Tuy nhiên, dự án kết thúc sớm hơn dự định, với ba máy quay trở lại bến cảng, do sự sụp đổ tài chính của công ty mẹ của Enersis, Babcock & Brown Mặc dù thất vọng này, dự án là một cột mốc cực kỳ quan trọng cho Pelamis Wave Power, chứng minh khả năng của công ty để cung cấp, xây dựng và kiểm soát một trang trại của máy và để hiểu và giải quyết những thách thức kỹ thuật gặp phải trên đường đi
Hai vấn đề kỹ thuật chính đã được gặp Là người đầu tiên bị ảnh hưởng sức nổi bọtgắn liền với hệ thống dưới biển kết nối nhanh chóng (không một phần của máy), việc thay đổi đó gây ra một sự chậm trễ cho việc cài đặt máy đầu tiên vào tháng Bảy Thứ hai liên quan đến vòng bi hình trụ của máy mà thiết bị trực tuyến phát hiện một tốc độ mài mòn cao hơn so với dự kiến Điều này đã được phát hiện là do
bị lỗi di chuyển bên của khuôn mặt mang hình trụ mà sau đó đã được giải quyết.Kinh nghiệm xây dựng và vận hành ba máy P1 chuyển Pelamis thành một tổ chức với một sự hiểu biết tiên tiến hơn nhiều của tất cả các khía cạnh của thiết kế máy, xây dựng và hoạt động Kinh nghiệm thu được thức ăn trực tiếp vào các chương trình phát triển năm hai chuyên sâu cho thế hệ thứ hai của chúng tôi, P2 Pelamis.Một số kết quả từ làn sóng trại Aguçadoura:
• Xây dựng và vận hành trang trại sóng đầu tiên trên thế giới
• Công suất kết hợp rất chặt chẽ với các mô phỏng, cho sự tự tin trong công cụ thiết kế
• Chứng minh thế hệ và hệ thống truyền tải đáng tin cậy và tự động
• Phát triển xây dựng các thủ tục và quy trình - tinh chế cho ứng dụng trên xây dựng tiếp theo với thành công lớn
• Chứng minh điều khiển từ xa và giám sát các trang trại
• Tạo ra một cơ sở bảo trì hiệu quả an toàn và chi phí
Trang 5• Duy trì độ an toàn cao trong tất cả các hoạt động
• Cài đặt tất cả neo ngoài khơi và cơ sở hạ tầng điện mà không cần phải tốn kém cho các tàu lớn
• thể hiện thành công các chiến lược bảo trì off-site
• Có lắp đặt 2 máy trong vòng chưa đầy 24 giờ, với 5 giờ kéo thời gian
• Đội cao năng lực và kinh nghiệm đã được phát triển và duy trì trong tương lai
• Các chuỗi cung ứng cho Pelamis đã được tăng cường hơn nữa và phát triển
• Bao gồm năm ống và do đó bốn khớp, P2 có một đoạn ống và thêm một mô-đun thêm sức mạnh
• Cải thiện năng cất cánh hệ thống cho P2 cho phép hiệu suất cao hơn, độ phân giải điều khiển nâng cao và tăng độ tin cậy
• Các phong bì góc chung đã được tăng lên cho phép sự chuyển doanh lớn hơn để làm tăng đáng kể sự hấp thụ năng lượng trên toàn quốc biển
• Thay vì các phần riêng biệt của P1, mô-đun năng lượng hiện đang được tích hợp vào các phần ống chính Một doanh phổ quát cho phép hai bậc tự do thay thế bằng bản lề khớp duy nhất Những thay đổi này làm giảm số lượng các chi phí chế tạo cuối cùng nắp trong máy
• Quá trình kết nối ống đã được đơn giản hóa và huỷ bỏ liều cho P2, mở rộng lựa chọn chuỗi cung ứng cấu trúc và cơ khí
Trang 6Chi tiết về cách thức hoạt động P2 Pelamis có thể được tìm thấy trong tổng quan
Các giai đoạn quan trọng của sản xuất là:
Phụ lắp ráp điện lớn các thành phần cất cánh
Trang 7Xi lanh thủy lực, động cơ, máy phát điện, hồ chứa, ắc quy và đường ống liên kết hệthống dây điện được lắp ráp và nghiệm thu.
Một sự khác biệt quan trọng giữa P2 và thiết kế trước đó là của các mô-đun năng lượng 'được lắp ráp trên một khung mở trước khi gửi vào phần ống Điều này giảmthiểu chi phí và đẩy nhanh tốc độ sản xuất
Ống thép kết cấu và chế tạo mô-đun năng lượng
lon thép được hàn lại với nhau để tạo thành ống dài tại cơ sở của Pelamis Wave Power trong Leith
Lắp ráp ống và sơn
Trang 8Các mô-đun năng lượng được tham gia vào các ống và lắp đặt các cụm chi tiết và
hệ thống dây điện được hoàn tất
Ảnh trên: các mô-đun điện đường kính lớn hơn được hàn vào phía sau của một ống
Launch ống
Trang 9Launch ống
Các ống được nâng lên hiện cá nhân vào trong nước trước khi giao phối các khớp Trong tương lai, một đường trượt có thể được sử dụng giá rẻ và nhanh chóng khởi động máy lắp ráp hoàn chỉnh hoặc các phần riêng lẻ
Ảnh trên: Một phần ống (với mô-đun năng lượng tích hợp) được nâng lên vào trong nước
Vận hành
Ống được nối với nhau, file đính kèm mang được thực hiện và chuyển tuyến cáp hoàn thành Một khi trong nước máy được ballast đến mức mong muốn của ngập nước Hơn một nửa trọng lượng cuối cùng của máy là dằn
Sau đó máy được ủy quyền tại các bến cảng trước khi được kéo về vùng dự án
Vận hành và bảo trì
Trang 10Nó là xa thích hợp hơn để đưa máy Pelamis đến một cơ sở bảo trì phù hợp hơn cố gắng truy cập trong khi cài đặt ngoài khơi Các đặc tính là: tại sao mang lại nhà để
xe để xe khi bạn có thể mang xe đến nhà để xe? Máy Pelamis được cấu hình duy nhất cho như một chiến lược bảo trì ngoại vi như nó là dài và mỏng và dễ dàng towable với tàu nhỏ, và những nơi nước nông của nó chỉ đòi hỏi một vài mét của nước vào các cơ sở có mái che
Trang 11Kết nối nhanh chóng
Pelamis Wave Power đã phát triển một hệ thống duy nhất cho một cách nhanh chóng và an toàn cài đặt và gỡ bỏ các máy tính từ hệ thống neo đậu của nó và kết nối điện Hệ thống này cho phép máy tính được kết nối với neo và hệ thống điện trong khoảng 90 phút và bị ngắt kết nối trong vòng chưa đầy 15 phút
Này "plug and play" hệ thống cung cấp lợi thế rất lớn cho cả cài đặt và bảo trì máy móc Pelamis Không cần thiết cho các tàu chuyên ngành đảm bảo rằng phương pháp tiếp cận của chúng tôi để bảo trì ngoại vi là hiệu quả chi phí
Quan trọng nhất là hệ thống điều khiển từ xa cũng là an toàn hơn so với các kỹ thuật khác cài đặt, loại bỏ bất kỳ cần thiết cho hoạt động lặn nguy hiểm, hoạt động nâng hạng nặng, đường dây chặt chẽ trên các tàu, hoặc chuyển nhân viên đáng kể
Hệ thống cấp bằng sáng chế này có thể hoạt động trong một loạt các điều kiện thời tiết
Điều khiển từ xa và mô hình
Kiểm soát Pelamis và hệ thống giám sát hỗ trợ một loạt các công cụ chẩn đoán để
hỗ trợ phát hiện lỗi và xử lý, và tránh bất kỳ vấn đề phát triển từ gây ra vấn đề rộng
Trang 12lớn hơn nếu không bị phát hiện Tải chu kỳ cấu trúc liên tục được ghi nhận để thông báo cho hiệu quả chế độ kiểm tra, mức độ ô nhiễm dầu cũng được theo dõi trực tuyến, và cả hai đều hoạt động bình thường và hệ thống bảo vệ có thể được tự động kiểm tra định kỳ.
Kiểm soát và giám sát của máy được thực hiện từ xa và có thể được thực hiện từ bất cứ nơi nào trên thế giới Pelamis có quyền kiểm soát và giám sát các máy trong
Bồ Đào Nha từ trụ sở chính của họ Edinburgh đã được chứng minh, có khả năng theo dõi máy trong Orkney từ một trong hai cơ sở bảo trì Orkney địa phương hoặc văn phòng Edinburgh
Thử nghiệm và xác nhận
Thử nghiệm là cực kỳ quan trọng cho sự phát triển của công nghệ Pelamis, và Pelamis Wave Power tiếp tục thử nghiệm khái niệm về thiết kế song song với thử nghiệm trên biển thực sự của máy thương mại hoạt động tại Trung tâm Năng lượngbiển châu Âu
Số Mô Hình & Phân tích
Pelamis đã phát triển một chương trình phần mềm trong nhà đặc biệt để phân tích các máy và động lực chằng buộc bao gồm thủy động lực học phi tuyến tính, đo quang phổ đầy đủ hướng, kiểm soát chi tiết và quyền lực cất cánh mô hình, cơ cấu
Trang 13và phân tích tải và mệt mỏi.
Mô hình số là một phần quan trọng của quá trình thiết kế, vì nó cho phép đánh giá thiết kế nhanh chóng và optimisations được thực hiện Tuy nhiên, việc tính toán có thể được gây hiểu lầm nếu sử dụng độc lập Ở mỗi giai đoạn của chương trình phát triển, mô hình thực nghiệm đã được xây dựng và thử nghiệm để xác nhận kết quả
mô phỏng
Thí nghiệm kiểm tra mẫu
Pelamis tiếp tục đặt tầm quan trọng cao trên xe tăng thử nghiệm trong phòng thí nghiệm và trình độ chuyên môn song song với các hoạt động ở biển
Trong giai đoạn đầu của sự phát triển các máy Pelamis "trước khi hoạt động toàn diện vào năm 2004, một loạt các quy mô và mô hình trình diễn công nghệ được sử dụng để hiểu đặc điểm tồn tại trong sóng cực và xác minh tính chính xác của mô phỏng của chúng tôi
Thế hệ mới nhất của mô hình thử nghiệm xe tăng sử dụng ngày nay sử dụng kiểm soát doanh điện tử dưới sự kiểm soát máy tính Đây là công cụ chính để phân tích các phản ứng máy ở các vùng biển rất lớn mà không mô phỏng số nhưng có thể nắm bắt được toàn bộ động lực của sóng cực Pelamis Wave Power đang hoạt độngtrong đẩy ranh giới của mô phỏng trong chế độ cực đoan này
Kiểm tra thành phần
Pelamis Wave Power làm việc cùng với các nhà cung cấp của chúng tôi để kiểm tra các thành phần máy trong điều kiện đại diện và hơn nhiệm vụ mở rộng Các xét nghiệm này bao gồm: thử nghiệm tác động, chu kỳ tăng tốc và kiểm tra tải trọng đểxác nhận cuộc sống thành phần, và các bài kiểm tra tải trọng khắc nghiệt
Xác minh
Thiết kế của máy Pelamis và hệ thống neo của nó được xác nhận một cách độc lập
để đáp ứng áp dụng tiêu chuẩn khí ngoài khơi dầu và mã số
Việc xác minh thành công của thiết kế đã cho phép Pelamis Wave Power để đảm bảo bảo hiểm thương mại cho tất cả các máy Pelamis
Kiểm tra thực tế biển
Các E.ON Pelamis máy P2, lần đầu tiên được lắp đặt tại Trung tâm Năng lượng biển châu Âu (EMEC) trong Orkney trong Tháng 10 năm 2010, hiện đang trải qua một chương trình thử nghiệm tiến bộ, đặt máy theo kịp thời đại trong điều kiện nước biển ngày càng năng động và tiến bộ thông qua một chế độ kiểm tra nghiêm ngặt Trong từng thời kỳ cài đặt máy E.ON đã được phát điện vào lưới điện quốc