摘要:环境保护的需求推动了可再生能源的大规模引入。尽管风能和太阳能是目前最成熟的发电技术,但波浪能每年仍有巨大的能源潜力尚未开发。事实上,目前还没有开发出用于波浪能转换的领先设备。因此,未来波浪能的开发将与特定的配电和输电基础设施密切相关,由于波浪能的随机性,这些基础设施必须满足高要求才能保证电网的安全性和稳定性。为此,本文介绍了一种基于公共直流母线拓扑的电气架构模型,其中包括由锂离子电池和飞轮与波浪能转换器耦合组成的混合储能系统 (HESS)。具体来说,这项研究工作旨在研究在特定的压力生产条件下,HESS 在公共耦合点 (PCC) 引入的电压和电流波形频率以及瞬态行为方面的有益影响。具体而言,在定义的模拟场景中,结果表明,PCC 处的电压波频率峰值降低了 64% 至 80%,与没有存储的情况下相比,HESS 的稳定速度更快,在更短的时间内(-10% 至 -42%)达到设定值(50 Hz)。因此,在波浪能转换器中集成 HESS 可以大大减少与间歇性和波动性波浪生产有关的主电网安全性和稳定性问题,从而显著提高对可再生能源电力预期增长份额的容忍度。
摘要:海上风能和波浪能等可再生能源资源对环境友好且无处不在。与使用单个资源相比,混合海上风浪能系统产生的能源形式更可持续,不仅环保,而且经济高效。本文的目的是详细回顾混合海上风浪能的联合发电技术。本综述论文的拟议领域是基于功率转换技术、响应耦合、联合发电和互补发电的控制方案以及共置和集成转换系统。本文旨在提供系统的综述,以涵盖新型混合海上风浪能 (HOWWE) 系统的最新研究和开发。当前的混合风浪能结构由于其设计和 AC-DC-AC 功率转换而缺乏效率,需要通过应用先进的控制策略进行改进。因此,使用不同的功率转换技术和控制系统方法,可以改进 HOWWE 结构,并将其转移到其他混合模型,例如混合太阳能和风能。本文回顾了最先进的 HOWWE 系统。对每种方法进行严格分析,以评估开发 HOWWE 系统的最佳组合。
人们认为,海山通过非稳定尾流过程和产生内波来促进海洋混合,内波从海山传播出去,然后断裂。对于均匀正压流 U 中的理想孤立海山(特征宽度为 D 和高度为 H ),研究了这些过程的相对重要性。使用一系列科里奥利参数 f 和浮力频率 N,以便考虑低弗劳德数( U / NH )和低罗斯贝数( U / fD )的宽参数空间。结果表明,在这一参数空间范围内,涡旋过程在能量上主导内波能量通量。专门研究了内波场,将其划分为稳定背风波和非稳定尾流产生的波。结果发现,现有的分析理论无法解释背风波能量通量。然后将 Smith 的背风波模型扩展到低弗劳德数区域,并考虑旋转的影响。虽然此前的强分层实验表明,只有障碍物的顶部 U / N 会产生内波,但旋转的影响似乎会改变这种造波高度。一旦修改 U / N 高度以考虑旋转,扩展的 Smith 模型就可以合理准确地再现背风波能量通量。
• 全球波浪能生产潜力估计为 29,500 TWh,几乎是欧洲年用电量的十倍。• 这是尚未开发的潜力,可以使可再生能源格局多样化,从而满足小岛屿发展中国家的能源安全和能源需求。小岛屿发展中国家拥有自己的可再生能源有利于降低能源价格,使每个人都能负担得起。• 小岛屿发展中国家实施波浪能的主要限制因素是政策制定者和技术人员的技能和知识短缺,以及缺乏有关波浪能生命周期和生物多样性影响的数据和研究。• 波浪能每兆瓦可创造 10-12 个工作岗位,是风能的五倍。• 利益攸关方在波浪能部署方面的合作是增加波浪能项目和降低小岛屿发展中国家能源成本的关键。
• 概念阶段 - 60 份符合条件的申请材料,其中 9 份来自学术界,21 份来自工业界,30 份来自个人申请者。 • 获得资助的概念阶段团队中有 14/20 在 W2W 之前未获得过 WPTO 的资助。 • W2W 针对的是将波浪能和海水淡化结合起来的企业家。团队建立了战略合作伙伴关系,将这些技能组合在一起(示例团队:夏威夷大学、印度理工学院、乌普萨拉大学) • 团队与一系列组织建立了合作伙伴关系,这些组织为团队提供直接支持(财务和实物)和奖项推广。 • 所有奖项阶段均通过 WPTO 和 NREL 新闻稿、HeroX 以及与团队的直接沟通公开宣布。 • 该奖项的近期部署机会为未来的海洋能源部署提供了新的经验教训,并为未来的研发提供了关键领域,旨在改善海洋能源的长期成本降低途径。 • Prize 一直致力于持续关注最终用户,特别是政府任务和联邦紧急事务管理局、海军和美国国际开发署的采购,旨在建立直接的研发伙伴关系
I. 引言 使用可再生能源已被认为是应对人为气候变化的关键战略。这些能源被认为是可持续的,因为它们可以自然补充并且不会产生温室气体。实现低碳经济和应对全球气候变化挑战的重要一步是实施可再生能源替代品。这场绿色革命是由太阳能和风能引领的。由于此类资源丰富,将波浪能和潮汐能等新形式的可再生能源纳入当前的资源组合将有助于向 100% 可再生能源的未来过渡 [1]。利用多种资源组合将提高能源供应系统的可靠性,并降低将可再生能源纳入当前发电结构的成本。能源互补的概念是指多种可变的可再生能源协同工作以提高系统可靠性的能力,从而减少能源发电不足的时期。可再生能源资源的互补性评估对于设计这些资源的最佳组合以满足负荷要求至关重要。
• 能够储存提取的波浪能:无需连接到电网,无需通过沿海地区的电缆,不依赖电网的需求 • 安装在离岸距离至少 3 英里,但可能距离海岸线 100 英里的海上:最低限度的监管控制和批准;对渔场/捕蟹场的干扰有限或没有干扰;在波浪破碎区之外,不会受到剧烈的波浪破碎力的影响 • 没有活动部件,不直接接触水柱:提高耐用性,不会因盐水而腐蚀,也不会受到碎片的影响。 • 所有安装都在普通驳船的甲板上。没有特殊的和独特的大厅设计;证明适合海洋条件 • 驳船的占地面积大:具有高能量提取潜力;可能不需要多次安装即可产生有商业价值的能源 • 其他
摘要:波浪能是一种可再生能源,有潜力满足全球电力需求,但仍然存在的挑战是波浪能转换器在恶劣的海上条件下的生存能力。为了了解系统动力学并提高可靠性,通常进行实验和数值研究。然而,这些过程既昂贵又耗时。能够提供等效结果的统计模型是一种很有前途的方法。在本研究中,开发并实施了 CFD 解决方案的数字孪生,用于预测极端波浪条件下点吸收器波浪能转换器系泊系统中的力。结果表明,数字孪生可以以 90.36% 的平均准确率预测系泊力。此外,数字孪生只需几秒钟即可提供解决方案,而 CFD 代码则需要几天的时间。通过创建波浪能转换器的数字模拟并展示它能够预测极端波浪条件下关键部件的负载,这项工作构成了波浪能领域的一种创新方法。
摘要:大多数波浪能转换器 (WEC) 都是为在高纬度高能海域运行而设计的,这限制了它们在通常以较温和的条件为主的地区的表现。本研究评估了下加利福尼亚州海岸满足分散式能源计划 (DES) 的农场中完整测试阶段 WEC 的表现,该海岸被认为是墨西哥太平洋沿岸最有活力的地区之一。进行了高分辨率 11 年近岸波浪后报,并使用声学多普勒流速仪 (ADCP) 数据进行了验证,以表征研究区域的波浪能资源。从波浪能气候学中确定了两个热点。在这些地点,根据其功率矩阵确定了七种知名 WEC 技术的提取能力。最后,估计了小型 WEC 农场提取的功率,这些农场拥有满足 DES 所需的最少设备数量。研究区域具有中等的波浪能可用性,季节性明显,年际变化较小。在所有评估的设备中,WaveDragon 提取的波浪能最高;然而,Pelamis 的性能最好,最大月平均容量系数高达 40%。建议将 WEC 农场与存储模块或混合可再生系统相结合,以满足能量较少的夏季月份的连续 DES。
摘要 — 本文设计并测试了一种高可靠性波浪能转换系统的线性发电机。为了储存能量,该系统能够产生氢气。波浪能转换系统由电力线性发电机、电力转换系统和海水电解器组成。设计并建造了该系统的小型原型。该设计旨在增强系统的稳健性和可靠性,并使用故障模式和影响以及关键性分析。为了保证轻松扩展船舶设备的功率能力,采用了系统的模块化架构。描述了设计策略。讨论了所提解决方案的稳健性和可靠性。展示了原型的模拟和实验结果。