中國研究人員設計出海浪起伏振盪裝置可利用水波的動力延長船舶航程
中國的研究人員說,船舶可以成為移動的波浪能轉換器,利用”起伏振盪器”,從船舶在海中移動時的起伏、滾動和俯仰運動中獲取能量,同時它還能起到運動阻尼器的作用,以提高安全性。
目前正在開發的浮動波浪能發電機不計其數,但在船舶上使用的卻不多,因為船舶的大部分工作時間都是在波浪中度過的。而船舶上的能源儲存正在成為去碳化過程中最難克服的障礙之一,哪裡比船上更適合發電呢?
上海船舶運輸科學研究所的研究人員提出了雙體點吸收器系統,該系統將安裝在貨輪甲板下方,以保護貨物空間,同時也將透過船體與海水隔離。
該裝置由一個框架組成,框架的頂部和底部牢牢地固定在船上,框架的導軌上有一個可以上下移動的振盪器體,一個用於懸掛振盪器的彈簧,以及一個連接到地板和振盪器底部的液壓缸。
發電機位於甲板下方
當振盪器相對於船和固定框架上下滑動時,液壓缸將透過液壓動力輸出裝置泵油以產生能量。同時,振盪器中裝滿了水,但有一個可以加水和減水的系統來改變其重量。這在極端天氣下尤其方便,因為此時可以減輕振盪器的重量,從而減少對船體結構的壓力。
研究人員說,這種設計能讓振盪器”在船舶發生起伏、滾動或俯仰運動時沿著滑桿移動”–從而從三個不同的運動軸產生能量,而以前的設計只能從一個或兩個運動軸產生能量。
研究小組建立了一個系統模型進行模擬測試,並進行了一系列測試,以確定係統在不同速度、波浪角度等情況下的表現。研究結果表明,在波束海中能量捕獲效率最高,波浪以90 度翻滾,直接衝擊船舷。在這種情況下,該系統”在一定的波浪週期內可達到軸對稱點吸收器理論最大吸收功率的90.71%”。
研究小組計算了發電機對船體結構的作用力
研究小組告訴《Recharge News》,他們正計劃下一步將系統原型用於波浪箱測試,同樣的系統”很容易擴展”到其他海上結構。
這項研究沒有調查的一個問題是,該系統平均每次可提供多少電力–這一點以及空間方面的考慮將是此類系統能否廣泛應用的關鍵。
這項研究已在《再生能源》雜誌上公開發表。