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TOLWEC: Fault diagnosis and fault-tolerant control for reliable wave energy converters

Projektbeschreibung

Aufrechterhaltung der effektiven Wellenenergieumwandlung unter Störungsbedingungen

Die EU hat sich zum Ziel gesetzt, den Anteil erneuerbarer Energien bis 2030 zu erhöhen. Meereswellen bieten Potenzial für dieses Ziel, doch der Einsatz von Wellenenergiekonvertern (wave energy converters, WECs) ist aufgrund der hohen Kosten und der rauen Meeresbedingungen mit erheblichen Einschränkungen verbunden. Im Rahmen des über die Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen unterstützten Projekts TOLWEC wird ein mehrstufiges Framework für die Fehlerdiagnose (FD) und fehlertolerante Steuerung (fault-tolerant control, FTC) für WECs erstellen, einschließlich einer lokalen Fehlerbehandlung für jedes WEC-Subsystem, koordiniert durch ein übergeordnetes Managementsystem. Das Projekt wird effektive FD- und FTC-Strategien entwickeln, indem es hochpräzise Subsystemmodelle zur Einschätzung potenzieller Fehler verwendet. Durch die Verbesserung der Fehlerfrüherkennung und die Aufrechterhaltung der Energieumwandlung während Störungen werden die Betriebskosten gesenkt und kostspielige Reparaturen vermieden.

Ziel

The EU aims to raise the European share of renewables from 23% in 2023 to 42.5% by 2030. Such a goal implies obtaining clean energy from diverse sources. Although sea waves can provide a massive contribution in this sense, the commercial use and development of wave energy converters (WECs) are still very limited. This fact has been attributed to expensive production, installation, and maintenance, caused by the hostility of the sea environment and the corrosive nature of seawater.

To achieve an appropriate balance between reliable performance and economic costs of WECs, the main objective of the TOLWEC project is to build a framework for fault diagnosis (FD) and fault-tolerant control (FTC) based on a multilevel scheme, composed of local fault handling (i.e. FD and FTC) of each subsystem of the WEC, coordinated by a higher-level fault handling for the whole WEC. The main subsystems of a WEC are (i) a primary converter (PC) that captures mechanical energy from the waves, (ii) a power take-off (PTO) that converts mechanical energy into “raw” electric energy, and (iii) an electric power converter (EPC) that makes electric energy fit for consumption. Each subsystem has sensors and actuators for the diagnosis and control tasks. The sensors measure dynamic variables of the system, while the actuators allow one to shape the behavior of the system.

The proposed research requires obtaining high-fidelity models of each subsystem, modelling possible faults, assessing the availability and cost of sensors and actuators, and designing the local and global FD and FTC schemes.

As a result, the proposal will increase the economic viability of WECs by (i) reducing operational costs with accurate and early FD to avoid expensive repairs, (ii) preserving the energy conversion in the presence of faults with a multilevel FTC scheme, and (iii) avoiding a substantial increase of the installation cost by establishing the priority of redundant sensors and actuators in the system.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Koordinator

NATIONAL UNIVERSITY OF IRELAND MAYNOOTH
Netto-EU-Beitrag
€ 335 710,80
Adresse
CO KILDARE
W23 Maynooth
Irland
Region
Ireland Eastern and Midland Mid-East
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
Keine Daten

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