Ludzkie serce inspiracją dla systemu wytwarzającego energię z fal morskich

W odpowiedzi na rosnące zapotrzebowanie na alternatywne źródła energii naukowcy starają się ujarzmić siły natury – od słońca i wiatru po fale i pływy morskie – aby produkować energię odnawialną. Ostatnio szczególnym zainteresowaniem cieszą się fale oceaniczne, powszechnie postrzegane jako niewyczerpane źródło czystej energii.

W ramach finansowanego przez UE projektu WaveBoost grupa naukowców rozpoczęła testowanie systemu konwersji energii fal na północnym Atlantyku. Przemiennik energii fal (WEC) to urządzenie, które przekształca energię fal morskich w energię elektryczną. Zainspirowany mechaniką ludzkiego serca, nowy typ WEC (noszący nazwę C3) wykorzystuje system boi absorbujących energię ze wszystkich kierunków dzięki ruchom na powierzchni wody lub w jej pobliżu.

Jak wyjaśnia zespół badawczy w wydanym niedawno komunikacie prasowym: „C3 składa się z boi, która absorbuje energię z fal, oraz układu napędowego, który przekształca ruch boi w energię elektryczną. Urządzenie opiera się na rozwiązaniach opatentowanych przez szwedzkiego kardiologa Stiga Lundbäcka, z których część jest inspirowana jego badaniami nad funkcjami pompowania i sterowania pracą serca”.

Aby potwierdzić możliwości wdrożenia urządzenia na rynkach docelowych, system jest testowany pod kątem trwałości, obciążenia i wydajności pracy poza siecią energetyczną. System pozwala na zbieranie dużej ilości energii fal za pomocą małego urządzenia, które jest w stanie przetrwać najcięższe burze. Cytowany w komunikacie prasowym Patrik Möller, dyrektor szwedzkiego start-upu CorPower Ocean AB, który opracował nowy system WEC, tłumaczy, że C3 może wykorzystywać pełny zakres fal. Oznacza to, iż może wyprodukować pięciokrotnie więcej energii na tonę niż inne systemy. W komunikacie prasowym czytamy: „Aby przekształcić ruch liniowy boi w generujący energię ruch obrotowy, system wykorzystuje specjalną przekładnię zębatą opracowaną przez KTH [Królewski Instytut Technologii w Sztokholmie]”.

Jak mówi Möller, po zakończeniu demonstracji oceanicznej na szkockich Orkadach kolejnym etapem będzie „zaprojektowanie, wyprodukowanie i przetestowanie pierwszego pełnowymiarowego przetwornika w ramach projektu demonstracyjnego fazy 4, który będzie realizowany w latach 2018-2020”.

W związku z działaniami zmierzającymi do wykorzystania oceanów jako odnawialnego źródła energii, projekty takie jak WaveBoost (Advanced Braking Module with Cyclic Energy Recovery System (CERS) for enhanced reliability and performance of Wave Energy Converters) będą miały większe znaczenie niż kiedykolwiek wcześniej. Celem inicjatywy jest stopniowa poprawa niezawodności i wydajności „mechanizmów odbioru mocy” (ang. „power take-offs”, PTO). Będzie to wymagało opracowania i walidacji innowacyjnego modułu hamulcowego z CERS. W przypadku WEC, PTO definiuje się jako mechanizm, za pomocą którego energia przyjmowana przez przemiennik pierwotny jest przekształcana w użyteczną energię elektryczną. CERS jest systemem redystrybucji energii, który pozwoli WEC na absorpcję większej ilości energii z cykli fal o wysokiej energii. Na pierwszym etapie łańcucha PTO będzie on tymczasowo magazynował nadmiar energii, a następnie przekazywał ją do przetwarzania w trakcie pozostałych etapów PTO w cyklach falowych o niskiej energii.

Według zespołu WaveBoost, zapewnienie dodatkowego tłumienia potrzebnego w module CERS pozwala znacząco zwiększyć żywotność systemu i niezawodność jego kluczowych komponentów. Taka cecha ma kluczowe znaczenie, ponieważ urządzenia wykorzystujące energię fal oceanicznych muszą być projektowane z naciskiem na stabilność i wytrzymałość konstrukcyjną, aby móc wychwytywać energię podczas pracy w ekstremalnych warunkach pogodowych.

Więcej informacji:

projekt WaveBoost