Αποτελεσματική ενέργεια που παράγεται από κύματα ... Πραγματικά!

SurfWec Artist Concept. Εικόνες Ευγένεια: SurfWEC LLC.

Εικόνες Ευγένεια: SurfWEC LLC.

Εικόνες Ευγένεια: SurfWEC LLC.

Previous Next

Η ενέργεια που παράγεται από κύματα θα μπορούσε να θεωρηθεί το Rodney Dangerfield για υπεράκτιες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. δεν λαμβάνει κανένα σεβασμό. Έχουν υπάρξει αρκετοί υψηλού προτύπου, δαπανηρές αποτυχίες που έχουν συνωμοτήσει για να δώσουν στον τομέα μια κακή φήμη, παρά τις πολλές προόδους της τεχνολογίας. Ένας νεοεισερχόμενος είναι το SurfWEC που προσφέρει ένα πατενταρισμένο "surf-making" Wave Energy Converter που βρίσκεται σε εξέλιξη από το 2007. Οι προγραμματιστές του υπόσχονται να ξεχωρίσει από το πεδίο και να εκτελέσει όπου άλλοι έχουν αποτύχει. Πως? Ο σχεδιασμός του SurfWEC βελτιώνεται σε μια γενιά «διδαγμάτων» και, κυρίως, κάνει το δικό του surf.

Η παραγωγή ανανεώσιμης ενέργειας είναι επισήμως «καυτή», καθώς ορισμένες τεχνολογικές εξελίξεις και κρατικές επιδοτήσεις έχουν συνωμοτήσει για να βοηθήσουν στην ανάπτυξη, τη δοκιμή και την απόδειξη σε πραγματικές συνθήκες της βιωσιμότητας διαφόρων συστημάτων. Ενώ η ηλιακή και η αιολική ενέργεια έχουν ξεπεράσει τους πρώτους ηγέτες, υπάρχει μια ανανεωμένη ώθηση για να μετατρέψουμε την ισχύ των ωκεανών σε μια βιώσιμη, ανανεώσιμη πηγή ενέργειας και αποθηκευμένη ενέργεια. Ένας νεοεισερχόμενος είναι το SurfWEC LLC, το οποίο στοχεύει να γίνει το «πηγαίνει» στην κατηγορία των κυμάτων ενέργειας, τόσο ως αυτόνομο σύστημα όσο και ως πρόσθετη πηγή ενέργειας, αποθήκευση ενέργειας και μονάδες απόσβεσης κύματος που βρίσκονται σε συνάρτηση με υπάρχοντα ή μελλοντικά υπεράκτια αιολικά πάρκα.

Γνωρίστε την εταιρεία "Old New"
Μια κινητήρια δύναμη πίσω από τις νέες προβλέψεις απόδοσης για τους μετατροπείς Wave Energy Converters (WEC) είναι η Martin & Ottaway, μια εταιρία θαλάσσιου μηχανικού που εδρεύει στο Νιου Τζέρσεϋ και λειτουργεί συνεχώς από το 1875 που επωάστηκε το SurfWEC LLC τον Δεκέμβριο του 2018. οι συνεργάτες της βιομηχανίας - το Ινστιτούτο Τεχνολογίας Stevens, ABB, Airline Hydraulics, Bosch-Rexroth, Deeptek, HYDAC, ISCO Pipe, Wire Co./Lankhorst Ropes και άλλοι - εργάζονται για την ανάπτυξη WECs με χρήση πατενταρισμένων χαρακτηριστικών που αναμένεται να αυξήσουν την ανάκτηση ενέργειας τα ποσοστά κατά τάξη μεγέθους ως αυτόνομες μονάδες ή ενσωματωμένα με τα παλαιότερα συστήματα WEC.

Το σύστημα SurfWEC σχεδιάστηκε επίσης για να αποφευχθεί η ζημιά από κύματα που σχετίζονται με τυφώνες, εξοπλισμό που βρίσκεται σε περιοχές surf και σταθερά συστήματα αγκυροβόλησης ανοικτής θάλασσας μέσω τεχνολογίας που κατακτά την πρόκληση πολύ μεταβλητών μεγεθών κυμάτων. Για να το θέσουμε απλά, το κάνει αυτό με ένα κατοχυρωμένο με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας μεταβλητό βάθος συλλήβδην χαρακτηριστικό, που εφευρέθηκε από τον Michael Raftery, SurfWEC Chief Technology Officer (CTO) ενώ εκτελεί έρευνα στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας Stevens από το 2004 έως το 2012. Η τεχνολογία επιτρέπει ουσιαστικά τα υπεράκτια κύματα μετατρέπονται σε επιταχυνόμενα κύματα surf, επιτρέποντας πολύ πιο αποτελεσματική ανάκτηση ενέργειας κύματος.

Συνάντηση με τον Raftery στο Tinton Falls του Martin & Ottaway, γραφείο του Νιού Τζέρσεϊ, καθιστά αμέσως σαφές ότι αυτό το σύστημα και η ανάπτυξή του είναι ένας αγώνας αγάπης για τον εφευρέτη, ο μακροπρόθεσμος στόχος του οποίου είναι να σταματήσει η ανθρώπινη εξάρτηση από τα ορυκτά καύσιμα. Το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας υποβλήθηκε το 2007 και εκδόθηκε το 2012. Δημιουργήθηκε ενώ ο Raftery εργάστηκε στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο Stevens, το γνωστό σχολείο μηχανικών, το οποίο πλήρωσε και κατέχει τα δικαιώματα ευρεσιτεχνίας στο σύστημα, ενώ η SurfWEC έχει συμφωνία αποκλειστικής άδειας χρήσης για να χρησιμοποιήσει αυτή την τεχνολογία.
"Νομίζω ότι οι μεγαλύτερες αντιλήψεις που πρέπει να ξεπεραστούν είναι οι αντιλήψεις ότι η μετατροπή της κυματικής ενέργειας είναι αναποτελεσματική και ότι οι μονάδες WEC δεν μπορούν να σχεδιαστούν και να κατασκευαστούν με αυξημένη ακεραιότητα παρόμοια με τις βάρκες Boston WhalerTM. επίπεδο χρησιμότητας ", δήλωσε ο Raftery. "Υπήρξαν τέσσερις μεγάλες αποτυχίες στη βιομηχανία που πραγματικά έβαλαν τους επενδυτές μακριά. Η βύθιση των προηγμένων τεχνολογιών έρευνας / Wavegen "Osprey" το 1995, η βύθιση του Finavera "Aquabuoy" το 2007, η βύθιση του τρισδιάστατου "DECM" το 2009 και το πρόσφατο βύθισμα του Wello OY "Penguin" το 2019 . "

Σπασμένο κύμα
δημιουργήθηκε από την SurfWEC βυθισμένη πλατφόρμα στο Stevens Model Basin. Εικόνες Ευγένεια: SurfWEC LLC.

Ο Raftery δήλωσε ότι αυτές οι αποτυχίες κοστίζουν συλλογικά πολλά εκατομμύρια δολάρια, ενώ κερδίζουν την κακή φήμη της βιομηχανίας WEC. Είπε ότι οι πρώτες αντιδράσεις των επενδυτών στο SurfWEC ήταν "ίσως μάλλον σαν αυτά τα άλλα συστήματα".

Όμως ο Raftery υποστηρίζει ότι το SurfWEC έχει μάθει από προηγούμενα περιστατικά και είπε ότι η δημιουργία ενός συστήματος με "γερά ακεραιότητα" ήταν ο νούμερο ένα στον κατάλογό του. Για το σκοπό αυτό το ενεργειακό σύστημα κυμάτων διαθέτει αφρώδη διαμερίσματα που το καθιστούν ουσιαστικά αδύνατο. "Έχουμε αντιμετωπίσει όλες τις αποτυχίες στον κλάδο με αυτό το ένα σχέδιο."

Επίσης, η δημιουργία ενός συστήματος "έξυπνου", ενός συστήματος ικανό να προσαρμόζεται συνεχώς ώστε να μεγιστοποιεί και να μετατρέπει αποτελεσματικά την κίνηση του ωκεανού στην εξουσία, υπήρξε κεντρικό στοιχείο της επιτυχίας. Γι 'αυτό, η ομάδα SurfWEC βασίζεται σε ένα νευρωνικό δίκτυο.

"Τα νευρικά δίκτυα είναι ένας τρόπος να απαντήσουμε σε πράγματα που δεν είναι σαφώς καθορισμένα," δήλωσε ο van Hemmen. "Αν έχω ένα τέλειο ημιτονοειδές κύμα, μπορώ να υπολογίσω και να σχεδιάσω κάτι που θα ανταποκρίνεται σε αυτό το τέλειο ημιτονοειδές κύμα καθώς αλλάζει το μήκος κύματος και το ύψος κύματος. Αλλά τα κύματα των ωκεανών είναι ακατάστατα. Τα νευρικά δίκτυα παίρνουν είσοδο από διάφορους αισθητήρες που πηγαίνουν μαζί βοηθά το σύστημα να «μάθει». Είναι απλά ένας μηχανισμός απόκρισης. "
Το σύστημα έχει σχεδιαστεί για να είναι επίσης ευέλικτο και κατ 'αρχήν το SurfWEC σύστημα μπορεί να τοποθετηθεί οπουδήποτε υπάρχουν κύματα ωκεανού και τα βάθη των υδάτων είναι από 135 έως 1000 πόδια. Είναι στην πραγματικότητα ένα μεγάλο φτερό σχεδιασμού στο κάλυμμα του SurfWEC ώστε το σύστημα δεν χρειάζεται να τοποθετηθούν απευθείας στη ζώνη surf για να εργαστούν. "Δεν χρειάζεται να σχεδιάζετε διαφορετικές συσκευές για διαφορετικές τοποθεσίες. Μπορούμε να τα βάλουμε οπουδήποτε και είναι μια λύση ενιαίου μεγέθους και το νευρωνικό δίκτυο θα διατηρεί την πλατφόρμα μεταβλητού βάθους στο βέλτιστο βάθος ανά πάσα στιγμή ", δήλωσε ο van Hemmen.
Εικόνες Ευγένεια: SurfWEC LLC. Το μονοπάτι μπροστά
Όποιος έχει εργαστεί στον τομέα των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας γνωρίζει ότι η πορεία από τον πάγκο εργασίας του εφευρέτη σε απόδοση σε επίπεδο χρησιμότητας δεν είναι ούτε ευθεία, σύντομη ή φθηνή. Η πλατφόρμα SurfWEC έχει ήδη αναπτυχθεί για μια ντουζίνα χρόνια, και Raftery υπολογίζει ότι θα είναι άλλα τέσσερα έως πέντε χρόνια για να το φέρει μέσω δοκιμών στη θάλασσα.

"Το επόμενο βήμα είναι να πάρουμε ένα μοντέλο κλίμακας δοκιμασμένο στην εγκατάσταση Ohmsett στο Leonardo, New Jersey, σε κλίμακα περίπου 15: 1", δήλωσε ο Raftery. "Θα πάρουμε αυτούς τους αριθμούς επιδόσεων, τότε θα φτιάξουμε πλατφόρμα για το σύστημα απογείωσης και θα δοκιμαστούμε. Μετά από αυτό θα κάνουμε προσαρμογές στα σχέδια που βασίζονται σε αυτά τα δύο σύνολα δεδομένων, που θα ακολουθούνται από πρωτότυπο πλήρους κλίμακας και δοκιμές στη θάλασσα ».
Ενώ ο χρόνος είναι ένα στοιχείο, τα χρήματα είναι ένα άλλο, και ο Rik F. van Hemmen, ιδιοκτήτης της Martin & Ottaway, έβαλε σήμερα την τιμή στα 20 εκατομμύρια δολάρια για να φέρει το σύστημα μέσω θαλάσσιων δοκιμών, με περίπου 2 εκατομμύρια δολάρια , 1 εκατομμύριο δολάρια για τη μοντελοποίηση του υπολογιστή, 1 εκατομμύριο δολάρια για ένα μοντέλο κλίμακας, περίπου 12 εκατομμύρια δολάρια για την τελική μονάδα πρωτότυπου και 4 εκατομμύρια δολάρια για διετείς δοκιμές στη θάλασσα.

"Έχω μόλις υποβάλει Λευκή Βίβλο στην Υπηρεσία Ναυτικής Έρευνας για τον πλήρη προϋπολογισμό", δήλωσε ο van Hemmen. "Από την εμπορική πλευρά θα προσεγγίσουμε και πηγές επιχειρηματικών κεφαλαίων για χρηματοδότηση. Έπειτα έχουμε εφαρμογές DOE για ανάπτυξη υποσυστημάτων. "

Think Global, Act (NJ) Τοπικό
"Ορισμένα έργα είναι τόσο μεγάλα που χρειάζονται εθνική ή παγκόσμια άποψη και παρουσία. Αυτή η συγκεκριμένη τεχνολογία δεν απαιτεί τεράστιο ποσό επένδυσης », δήλωσε ο van Hemmen. "Αυτό καθιστά εγγενώς αποτελεσματικότερη την οικοδόμηση και εκτέλεση ενός τοπικού έργου και αν μπορείτε να το κάνετε αυτό, η πιθανότητα επιτυχίας σας αυξάνεται εγγενώς."

Σύμφωνα με τον van Hemmen, τα αστέρια είναι φανερά ευθυγραμμισμένα για αυτό το έργο, καθώς το Νιου Τζέρσεϋ προσφέρει "αυτή την περίεργη εστία για τεχνολογική καινοτομία. Το Νιου Τζέρσεϊ έχει την προκυμαία, έχει τη μεταφορική ικανότητα, έχει την εκπαίδευση ... το μέγεθος του έργου είναι κατάλληλο για να αναπτυχθεί στο Νιου Τζέρσεϋ ».

Ένας από τους βασικούς παίκτες είναι ο Ohmsett στο Leonardo, New Jersey, που βρίσκεται στον κόλπο Raritan. Πρόκειται για μια μονάδα δοκιμών δεξαμενών παγκόσμιας κλάσης που βρίσκεται ακριβώς σε μια περιοχή που θα μπορούσε να αποδειχθεί ιδανική για δοκιμές σε πραγματικό κόσμο, όπως εξηγεί ο Van Hemmen ότι τα κύματα στις προστατευόμενες περιοχές του Raritan Bay είναι σωστά σε κλίμακα με το μοντέλο 15: 1 τα κύματα των ωκεανών θα ήταν για το μοντέλο πλήρους κλίμακας.

Ενώ οι πολιτικοί (για να πάρουν την άδεια να προσκρούουν στο σύστημα για δοκιμές σε πραγματικό κόσμο) και τα θέματα χρηματοδότησης είναι σπάνια εύκολο να πλοηγηθούν, ο Van Hemmen, ο οποίος πήγε στο Harvard Business School, δήλωσε ότι θα ήταν συγκλονισμένος αν ο οργανισμός δεν μπορεί να χτίσει υποστήριξη μεταξύ των χρηστών και των πολιτικών. "Οι αριθμοί (κόστος ανά kWh) υπάρχουν και είναι πειστικοί."

Στην πραγματικότητα van Hemmen, πάντα ο μηχανικός πρώτα, βλέπει τη μεγαλύτερη πρόκληση να παραδώσει το σύστημα σε κλίμακα χρησιμότητας ως αρκετά απλό: σχοινί. "Εάν τα χρήματα υπάρχουν, η μεγαλύτερη πρόκληση θα είναι η αξιοπιστία του συστήματος σχισίματος σχοινιών. Αυτή είναι η πρόκληση που το μυαλό μου θα είναι γύρω από τη μέρα και τη νύχτα ", είπε. "Είμαι πεπεισμένος ότι μπορούμε να το βάλουμε στη δουλειά, αλλά αυτή είναι η τεχνική πρόκληση που μου δίνει τον κρύο ιδρώτα του μηχανικού. Η τεχνολογία σχοινιού έχει εξελιχθεί σημαντικά, αλλά αυτό είναι το σημείο όπου θα εισέλθει πολύ ενέργεια. Ευτυχώς το ζήτημα του σχοινιού δεν είναι και τελικά όλα, καθώς οι συσκευές τύπου flapper / surge τοποθετημένες στο άνω κατάστρωμα της πλατφόρμας μεταβλητού βάθους μπορεί να είναι εμπορικά βιώσιμη επίσης. "

Εικόνες Ευγένεια: SurfWEC LLC.

Fact BOX
Εταιρεία SurfWEC LLC
Συσκευή εκφόρτωσης ενέργειας τεχνολογίας Wave
Έναρξη του Design 2007
Πατενταρισμένο 2012
Ιδιοκτήτης διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας Stevens Institute of Technology
Αποκλειστικός κάτοχος άδειας SurfWEC LLC
Web www.surfwec.com