美研究计划支持十一个海洋能项目 - 海洋电力传输设备

2024年5月15日，美国测试专业知识和获取海洋能源研究（TEAMER）计划已资助了11个项目，总金额超过110万美元。TEAMER由美国能源部资助，太平洋能源信托基金监督，通过在全国范围内提供顶级设施和专业知识来加速海洋可再生能源的发展，其目标是解决关键挑战、推进知识、刺激创新并促进该领域的商业化。

目前已选定的资助项目包括：①xWave–ABS认证之路–原型验证阶段：美国船务局（ABS）对CalWave的xWave系统进行了评估，重点关注其概念可行性和验证阶段。该审查包括工程设计文件、数值建模、多轮波浪箱测试和动力输出台架测试，以及锚定和系泊设计与物流规划文件。认证对于确保项目融资、获得保险和实现海洋能源系统的商业部署至关重要。②波浪发电系统（WPS）结构与接口集成优化：该项目旨在探索将新型分段式直驱永磁发电机（PMG）集成到公用事业规模的WPS中的最佳设计策略。目标是开发一种设计，以最大限度地减少结构质量和制造成本，同时确保符合极限强度和疲劳强度以及发电机气隙控制的要求。与当前的WPS基线设计相比，评估设计影响的关键指标包括质量减少、资本支出减少、功率性能提高和功率重量比提高。③河流流体动力学扭转电缆测试：UAF将向ETA提供扭转电缆测试件，用于在其设施的钻机上进行长期轴向和扭转应力测试。电缆将浸没在水中，并承受由液压致动器产生的时变扭转和轴向载荷。收集的数据将有助于深入了解扭转电缆刚度在重复循环中的演变，并有助于验证电缆结构模型。④两级洋流涡轮机的中保真度数值模拟方法：Equinox洋流涡轮机引入了一种新颖的两级设计，用于在低水流速度下高效发电。这种设计降低了动力输出成本，简化了系泊解决方案。然而，由于主转子和顶涡轮之间复杂的相互作用，现有的建模工具无法直接分析或优化这种独特的设计。该项目旨在调整和微调中保真度建模工具，如OpenFAST和相关库，以捕获这些交互，从而创建一种稳健的建模方法。⑤缅因州社区规模潮汐能的资源特征：本项目旨在评估缅因州海岸适合社区规模潮汐发电的潮汐能资源，约1兆瓦或更少。与以往专注于较大规模潮汐流站点的研究不同，本研究将考察较小的潮汐流站点，这些站点有潜力满足偏远沿海社区的能源需求。本研究中开发的方法可用于评估缅因州海岸和其他偏远沿海地区的其他社区规模站点。⑥Neowave点吸收器WEC的波-线数值模型：Neowave WEC被设计为一种简单的点吸收器，采用商业零件和可回收材料。它的制造和装配过程是根据发展中国家现有的传统方法定制的，从而提高了偏远社区的可及性。初始设计阶段侧重于基本原理，确定系统参数，如几何形状、力、流速和势能。Neowave的下一步研究是为点吸收器WEC创建一个可靠的数值模型，该模型将有助于评估展示Neowave的波浪能发电能力。⑦系留同轴水力涡轮机的动态功率响应测试：海洋水动力（MHK）能源技术利用洋流、潮汐流和河流中的能量，系留同轴涡轮机（TCT）使用连接到单个发电机的两组涡轮叶片来捕获流入水流中的能量，柔性系绳电缆将涡轮机系泊在海底并将电力传输到岸上。与功率相似的涡轮机相比，TCT需要的组件更少、结构更简单，从而降低了材料和部署成本。⑧异质WEC阵列相互作用与远场尾流效应：康奈尔大学海洋实验室请求TEAMER资助，对波浪能转换器（WEC）阵列进行测试，该阵列由起伏点吸收器和振荡浪涌WEC的缩放原型组成。这些测试将探索各种阵列配置，以研究尾流效应、身体运动、异质阵列的优点和个性化控制。⑨波浪驱动、系留、应急响应浮力反渗透系统：Water Bros 海水淡化浮标为沿海社区供水安全提供了一种经济高效、易于部署的解决方案，消除了对昂贵化石燃料资源的需求。⑩xWave标度PacWave操作最终波浪水槽测试：CalWave计划在缅因州W2盆地进行为期10天的波浪池测试活动，将使用 1:20比例的设备模型，类似于CalWave的xWave系统的最终设计，目标是生成用于验证负载和性能估计的综合数据集。⑪基于波盆试验验证水动力涡轮模型的附加质量系数开源数据集：目前，缺乏开源的MHK涡轮机建模工具。NREL的OpenFAST一直在增强其功能，以支持轴流式船用涡轮机，包括增加质量效应、浮力、波流耦合和惯性效应。然而，这些特征需要根据实验数据进行验证，该提案旨在利用波浪盆地数据为海洋涡轮机的附加质量效应生成一个开源数据集。

转载本文请注明来源及作者：中国科学院西北生态环境资源研究院文献情报中心《资源环境动态监测快报》2024第10期 魏艳红 编译。