Las olas del océano representan una fuente abundante de energía renovable. Pero para utilizar mejor este recurso natural, los convertidores de energía de las olas deben ser capaces de manejar físicamente olas del océano de diferente intensidad sin volcar.
Los investigadores de la Universidad de Texas A&M han desarrollado herramientas analíticas que pueden ayudar a caracterizar los movimientos de los dispositivos de energía de las olas flotantes pero anclados. A diferencia de las simulaciones complicadas que son costosas y requieren mucho tiempo, dijeron que su técnica es rápida, pero lo suficientemente precisa como para estimar si la onda-los dispositivos de energía se activarán en un entorno oceánico en constante cambio.
"Los convertidores de energía de las olas deben aprovechar los grandes movimientos de las olas para generar electricidad. Pero cuando llega una gran tormenta, no se desea que los grandes movimientos de las olas, el viento y las corrientes destruyan estos dispositivos", dijo el Dr. Jeffrey Falzarano,profesor en el Departamento de Ingeniería Oceánica. "Hemos desarrollado herramientas analíticas mucho más simples para juzgar el rendimiento de estos dispositivos en un entorno oceánico dinámico sin necesidad de cantidades masivas de simulaciones o pruebas de modelos físicos que requieren mucho tiempo para ejecutarse y son costosas.prohibitivo."
Las herramientas matemáticas se describen en línea en la revista Barcos y estructuras costa afuera en julio
Los dispositivos de energía undimotriz funcionan en dos modos. En "modo normal", convierten la energía de los maremotos en electricidad. Por lo tanto, este modo determina en gran medida si el diseño del dispositivo de energía undimotriz es económicamente eficiente. Sin embargo, en "modo de supervivencia ", o cuando las olas incidentes causan grandes movimientos en los dispositivos de energía de las olas, el rendimiento de los dispositivos de energía de las olas está determinado en gran medida por un sistema de amarres que anclan los dispositivos a una ubicación en el fondo del cuerpo de agua.
Los amarres pueden ser de varios tipos, incluidos los muelles y las boyas de ancla, y pueden disponerse en diferentes configuraciones. Además, existen variaciones considerables en la forma de los dispositivos de energía de las olas, lo que hace que la predicción de si el dispositivo se volcará no es trivial.
"Los barcos vienen en una variedad de formas y tamaños; los petroleros, por ejemplo, son muy diferentes a los barcos pesqueros u otros barcos militares. Estas diferentes geometrías afectan el movimiento del barco en el agua", dijo Falzarano. "De manera similar, la forma deLos dispositivos de energía de las olas pueden ser bastante diversos ".
Para el análisis, Hao Wang, estudiante de posgrado de Falzarano, utilizó un dispositivo de energía de las olas cilíndrico. Esta forma genérica permitió a los investigadores simplificar el problema de predicción y extender su análisis a otros convertidores de energía de las olas de forma similar.también consideró tres configuraciones de amarre.
Hao usó dos métodos analíticos, los enfoques de Markov y Melnikov, para predecir los riesgos de volcarse bajo excitación aleatoria. Más específicamente, usando información de la geometría del dispositivo de energía de las olas, la configuración del sistema de amarre y las propiedades del maremoto, elLos métodos producen un gráfico que contiene una región similar a una envolvente. Intuitivamente, si las olas son realmente grandes, como durante una tormenta, y el barco flotante escapa de esta envolvente, es probable que se mueva.
Los investigadores notaron que aunque los modelos analíticos eran completamente diferentes, arrojaron casi los mismos resultados, validando su mérito y precisión. También dijeron que su enfoque matemático se puede aplicar para evaluar el rendimiento de otros dispositivos flotantes, como el viento flotanteturbinas.
"La plataforma para una turbina eólica flotante es la misma que la de los dispositivos de energía de las olas, por lo que las turbinas flotantes también pueden girar o rotar si las olas son muy altas", dijo Falzarano. "Mi grupo ha sido líder en el desarrollométodos para predecir la estabilidad del barco. Ahora estamos estudiando la aplicación de esos enfoques a dispositivos de energía flotante renovable ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Texas A&M . Original escrito por Vandana Suresh. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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