Projektbeschreibung
Die Umwandlung eines Nachteils in einen Vorteil
Im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energiequellen sind Wellen eine konstante und berechenbare Quelle mit hoher Energiedichte. Ihr erhebliches Potenzial und ihre enorme kinetische Energie können mithilfe von Wellenkraftwerken, die normalerweise auf Strukturen zum Einfangen der Wellen beruhen, die auf oder unter der Wasseroberfläche schwimmen, in elektrische Energie umgewandelt werden. Allerdings stehen Wellenkraftwerke aufgrund eines Phänomens namens parametrische Resonanz erheblichen Herausforderungen gegenüber, wobei die Energie im primären Erfassungsmodus (z. B. Bewegungen auf und ab) in andere Modi umgesetzt wird, zum Beispiel in Rotationsbewegungen. Dies kann zu Instabilität führen und senkt die Effizienz. Statt diesen Energietransfer abzudämpfen, wie es in anderen Wellenkraftwerken üblich ist, plant das EU-finanzierte Projekt CONPARA, ihn für einen zusätzlichen Energieschub zu nutzen.
Ziel
To date, no marine system, let alone wave energy device, has attempted to exploit parametric resonance as an assistive phenomenon. A number of wave energy researchers have observed the phenomenon and sought to dampen it, but the concept of harnessing the power transferred from (typically) heave to (typically) pitch/roll has not been considered. This fellowship aims to control the parametric resonance of WEC dynamics to improve energy conversion efficiency, based on a 1/20 scale prototype. The research objectives (ROs) are: RO1: Identify a high-fidelity and computation-effective model to represent the WEC parametric resonance with CFD verification in OpenFOAM (open source) and parametric analysis in MATLAB. RO2: Develop advanced nonlinear control strategies and corresponding PTO mechanism for actuation, to improve WEC efficiency making use of its multi-DoF motion and parametric resonance. RO3: Conduct tank testing to verify the modelling of parametric resonance (RO1), and model-based control design and implementation (RO2), based on a self-assembled 1/20 scale prototype. Successful achievement of this fellowship will lead to timely and useful contribution to the wave energy and relevant communities, including: (i) an hydrodynamic model describing WEC parametric resonance with real time computation capacity, (ii) advancing the understanding in WEC parametric resonance, (iii) a 1/20 scale WEC prototype, and (iv) implementable control and PTO systems for multi-DoF WEC systems. In the long term, the successful achievement of this project will improve the technology readiness level (TRL) of wave energy from 5 to 7 for commercial application.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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