美國研究人員推出優化海洋動能新工具

研究人員開發出了一種新工具，用於協助設計基於海洋的流體動能項目。

北卡羅來納州立大學（NC State）團隊的這一工具有助於改進技術和評估風險，這對於商業項目獲取批准和資金而言至關重要。

海洋流體動能裝置能夠藉助海洋的波浪、海流和潮汐的機械能來發電。

‘我們期望我們的模型能夠助力推進成功的海洋流體動能能源項目和技術，爲可再生能源作出有意義的貢獻，’北卡羅來納州立大學土木、建築和環境工程副教授、該研究論文的合著者安德森·德·奎羅斯（Anderson de Queiroz）在一份聲明中說道。

由太陽能和陸上風力主導的可再生能源的部署預計將會增加。

包括海洋水動力裝置在內的海上可再生能源也有望實現能源來源的多樣化。

據該團隊所說，海洋水動力技術展現出作爲未來可持續能源組合關鍵貢獻者的潛力。

然而，同樣爲這些設備發電提供助力的洋流和海浪在颶風和熱帶風暴等極端天氣事件期間也可能構成風險。強風和巨浪可能損壞這些設備，甚至可能致使它們從繫泊處和錨定系統中脫離。

此外，海洋流體動能項目的啓動成本頗高。“如果開發商提議一個海洋流體動能項目，它將需要申請許可證並獲得保險——而這兩件事都將要求開發商進行強有力的風險評估。這便是脆弱性曲線估計能發揮作用的地方，”北卡羅來納州立大學土木工程與建築教授、該論文的合著者莫·加布爾在一份聲明中說。

風險評估需要弄清楚海洋流體動能設備在從海底脫離之前所能承受的力的大小。據研究人員稱，脆弱性曲線通過估計設備在其繫泊系統失效並導致損壞之前能夠承受颶風或風暴的力來提供此信息。

研究人員已經開發了支持海洋水動力項目的軟件，重點在於海流渦輪機。該工具旨在實現兩個關鍵目標。

首先，它允許用戶估算其特定項目的脆弱性曲線。這有助於評估系統在發生故障之前能夠承受多大的力。

其次，該軟件包括水動力模擬功能，使用戶能夠直觀地瞭解他們的系統如何對各種海流和風速做出反應。這種模擬對於優化更具彈性的設備和繫泊系統的設計至關重要。

該團隊宣稱，通過輸入諸如洋流、風速和設備規格等數據，用戶可以確定在給定地點系統脫離繫泊的可能性，並評估其技術能夠承受的力閾值。這個工具能夠幫助風險評估和系統設計改進。

“例如，您可以使用此工具來確定您的設備在百年一遇的風暴中是否可能從其錨定和繫泊系統中鬆脫，”德奎羅斯表示。

該工具還可用於在模擬裡對設備或繫泊系統進行調整，直到其能夠承受百年一遇的風暴。有了這些信息，用戶可以設計一個滿足能夠承受此類極端條件所必需的支撐能力的系統。

研究人員計劃在 GitHub 平臺上無償發佈此軟件程序。

德奎羅斯說：“我們期望我們的模型能夠助力成功的海洋流體動能能源項目和技術的推進，爲可再生能源作出有意義的貢獻。”

該團隊的研究細節在《應用海洋研究》雜誌上發表。