PowerBuoy - PowerBuoy

PowerBuoy серия морских низкоуглеродных энергостанции изготовлены по Ocean Power Technologies (OPT), компания по производству возобновляемой энергии, расположенная в г. Нью-Джерси. Буи PowerBuoys чаще всего используются для обеспечения энергией морских полезных нагрузок, генерируемых за счет экологически чистые средства. PowerBuoy разработан, чтобы действовать как Бесперебойный источник питания. Он накапливает энергию в бортовых батареях, чтобы обеспечить непрерывную подачу энергии в периоды низкой генерации.[1]

В настоящее время в коммерческих целях используются две модели Powerbuoy, и еще больше разрабатываются OPT. Первый - это оригинальный и более распространенный PB3 PowerBuoy, а второй - Hybrid PowerBuoy, который в основном использует солнечная энергия скорее, чем волновая энергия. Обе модели PowerBuoy предназначены для работы с существующими и будущими устройствами, системами и машинами, созданными OPT.[1][2]

Модели

PB3 PowerBuoy

PB3 PowerBuoy - это оригинальная модель PowerBuoy, разработанная Ocean Power Technologies. PB3 PowerBuoy функционирует как точечный поглотитель, устройство, которое использует энергию волн для генерации большого количества энергии.[3][4] Буи PB3 PowerBuoys разработаны для минимизации эксплуатационных расходов за счет простоты развертывания и использования технологии самоконтроля для быстрого и дешевого обслуживания.[1]

Дизайн

Технические характеристики PB3 PowerBuoy[1]
ВысотаПроектДиаметр лонжеронаДиаметр поплавкаМассаМин. Глубина швартовкиМаксимальная глубина швартовки
13,3 м9,28 м1,0 м2,65 м8,300 кг25 м1000 м

PB3 PowerBuoy состоит из 3 основных частей; поплавок, лонжерон и швартовка.[5] Поплавок - это часть буя, которая опирается на поверхность воды, обычно имеет яркий цвет, например желтый, красный или оранжевый. Лонжерон - это большая цилиндрическая часть буя, расположенная под поверхностью воды. Внизу лонжерона находится большая тяжелая пластина, которая не дает лонжерону двигаться на волнах. Поплавок может свободно перемещаться вверх и вниз по лонжерону.[5][6] Причал - это то, что закрепляет буй на месте. Причал соединяется с лонжероном через серию тросов и опирается на поверхность воды. Каждый PB3 PowerBuoy может иметь от 1 до 3 швартовок, которые можно отрегулировать для отдыха на разной глубине в зависимости от условий и потребностей конкретного PB3 PowerBuoy. [1][5]

Буи PB3 PowerBuoys рассчитаны на техническое обслуживание каждые 3 года. [1]

На борту каждого PB3 PowerBuoy находится система контроля и управления, набор устройств, которые принимают и обрабатывают информацию для отправки обратно в центры управления PB3 PowerBuoy. Эта система используется для самоконтроля и предоставления упреждающей информации, что позволяет более эффективно и с меньшими затратами проводить техническое обслуживание, повышая доступность и эффективность.[1][5] По состоянию на июль 2020 года система контроля и управления была расширена за счет включения системы наблюдения PowerBuoy.[7]

Выработка энергии

PB3 PowerBuoy использует относительное движение поплавка и лонжерона для выработки электроэнергии. Когда волны перемещают поплавок вверх и вниз по лонжерону, лонжерон остается неподвижным из-за тяжелой пластины внизу. Когда поплавок движется вверх и вниз, большой толкатель, соединенный с верхней частью поплавка, вбивается в лонжерон.[6] Линейное движение стержня преобразуется в мощность через Коробка отбора мощности (ВОМ).[4] ВОМ - это система внутри лонжерона, в которой находятся машины и устройства, преобразующие линейное движение в электричество. Сначала привод превращает линейное движение во вращательное. Вращательное движение используется для питания генератора, который производит переменный ток (AC) мощность. Электропитание переменного тока периодически меняет направление, что затрудняет управление батареей. Электропитание переменного тока проходит через систему управления питанием и преобразуется в постоянный ток (DC) мощность, мощность, которая течет в одном направлении, и мощность, наиболее часто используемая в батареях. Затем мощность постоянного тока сохраняется в системе накопления энергии (ESS). Кабель передает электричество от ESS на подводную подстанцию, которая действует как концентратор для группы PB3 PowerBuoys. Подстанция забирает энергию от группы буев PowerBuoy и отправляет ее либо на берег, либо на отдельную полезную нагрузку по длинному кабелю.[4][6] PB3 PowerBuoy спроектирован так, чтобы постоянно сохранять часть энергии, запасенной в ESS, так что в спокойный период без волн буй может обеспечивать непрерывную мощность, используя накопленную энергию.[1][6]

Производство энергии и информация о PB3 PowerBuoy[1]
Непрерывная Средняя мощностьПиковая мощность полезной нагрузкиНоминальная емкость аккумулятора (ESS)Емкость нулевого дняВыход постоянного тока
8,4 кВтч / день - среднегодовая в зависимости от местоположения3 кВт в обычном режиме, 7,5 кВт в индивидуальном исполнении50 кВтч, можно масштабировать до 100 или 150 кВтч100 Вт на 1+ недель24 В - 300 В

От 5 В до 600 В в индивидуальном исполнении

В приведенной выше таблице приведены средние значения возможностей выработки и хранения энергии. Данные различаются для разных буев PowerBuoys, поскольку выработка электроэнергии зависит от местоположения и времени года.[1]

Гибридный PowerBuoy

Гибридный PowerBuoy был выпущен в июне 2020 года в качестве альтернативы PB3 PowerBuoy. Цель гибридного PowerBuoy - заменить PB3 PowerBuoy в местах, где он был ненадежным, например в районах с экстремальными погодными условиями, сильным морем или низкой волной. Гибридный PowerBuoy отличается от PB3 PowerBuoy способом выработки энергии. Вместо того чтобы использовать движение волн, гибридный PowerBuoy оснащен солнечные панели, с помощью солнечная энергия для обеспечения питания полезной нагрузки.[2][8]

Дизайн

Технические характеристики гибридного PowerBuoy[2]
ДлинаШиринаВысотаМасса
6.0 м2,2 м2,2 м14000 кг (полные топливные баки)

Гибридный PowerBuoy использует солнечные панели, расположенные на верхней части гибридного PowerBuoy, для зарядки литий-железо-фосфатных батарей. Гибридный PowerBuoy использует одноточечный швартовка для снижения затрат и ускорения и повышения эффективности развертывания. А двигатель Стирлинга заряжает аккумулятор для обеспечения резервного питания, если солнечные панели не могут обеспечить достаточно энергии в течение коротких периодов времени.[2] Кроме того, имеется дополнительная мачта, которую можно добавить к верхней части гибридного PowerBuoy, чтобы обеспечить интеграцию с системой наблюдения PowerBuoy, такой как PB3 PowerBuoy.[2][7]

Выработка энергии

Гибридный PowerBuoy обеспечивает свою мощность от литий-железо-фосфатные батареи находится на борту. Эти батареи в основном заряжаются солнечными батареями, также расположенными на гибридном PowerBuoy. В ситуациях, когда солнечные панели не могут обеспечить достаточную мощность для зарядки батарей, резервная батарея будет переключаться, чтобы обеспечить менее экологичную мощность, чтобы гибридный PowerBuoy оставался в качестве Источник бесперебойного питания. Батареи подключены к кабелю, который передает энергию полезной нагрузке. [2]

Информация о мощности гибридного PowerBuoy[2]
Непрерывная мощность полезной нагрузкиПиковая мощность полезной нагрузкиПолезная энергия полезной нагрузки без дозаправкиЭлектрический интерфейс верхней полезной нагрузкиЭлектрический интерфейс подводной полезной нагрузки
850 Вт1000 Вт1100 - 2000 кВтч24 В постоянного тока стандартное

до 1000 В пост. тока по индивидуальному заказу

От 300 В до 1000 В постоянного тока через швартовный кабель

Сопутствующие устройства и системы

Система видеонаблюдения PowerBuoy

Система наблюдения PowerBuoy запущена в июле 2020 года. Система наблюдения может быть интегрирована с обеими моделями PowerBuoy и действует как расширение уже имеющихся устройств связи и сбора данных. В систему входят

  • громоотвод
  • радар
  • HD / ИК-камера
  • Антенна AIS
  • морские огни
  • Транспондер AIS и WiFi
  • Датчик ветра
  • Корпус коммуникационного модуля

Одна система наблюдения способна постоянно или периодически контролировать более 1600 кв. Миль поверхности океана. Системы также могут быть связаны друг с другом, чтобы обеспечить обзор и информацию о большой площади океана. Систему можно настроить, чтобы включить дополнительные функции для конкретных ниш, таких как качество воды и цунами Мероприятия.[5][7]

Подводная батарея

Подводная батарея запущена в августе 2020 года. [9]

Подводный аккумулятор является экологически безопасным и экономически эффективным аккумулятором, предназначенным для питания подводных полезных нагрузок, и может быть интегрирован как с PB3 PowerBuoy, так и с Hybrid PowerBuoy, однако он также может использоваться отдельно или настроен для совместимости с другими источниками питания.[10]

Подводная батарея использует литий-железо-фосфатные батареи и изготовлен из экологически чистых (легких) металлов. Подводный аккумулятор рассчитан на 10-летний срок службы, однако условия, в которых он находится, могут вызвать некоторые отклонения.[10]

Информация о мощности и габаритах подводной батареи[10]
Общая емкостьVolatgeПиковая мощностьРазмеры (длина x ширина x высота)Общий весРейтинг глубины
132 кВтчОт 250 до 350 В постоянного тока15 кВт3 м x 2 м x 2,1 м6700 кг500 м

Использует

Первоначально разработанная с целью обеспечения людей, живущих на суше, возобновляемой энергией, со временем OPT сместила акцент в PowerBuoy на поиск более конкретных ниш в качестве морской энергосистемы. устройство наблюдения и связи.[11]

Оборона и безопасность

Способность PowerBuoy постоянно обеспечивать себя, проводить длительные периоды технического обслуживания и возможности наблюдения / связи делают его важным активом для организаций, уделяющих особое внимание защите и безопасности. Буи PowerBuoys могут быть размещены в удаленных районах за океаном и непрерывно предоставлять информацию береговым объектам. Это делает их идеальными для мониторинга удаленных участков океана на предмет незаконной деятельности, такой как торговля людьми и наркотиками. Организации, использующие PowerBuoys, могут получать постоянную информацию о лодках, которые заходят в акватории океана, за которыми следят PowerBuoys.[7] [11][12]

Наука и исследования

PowerBuoys - это экономичный и экологически чистый способ проведения исследований в отдаленных районах океана. PowerBuoys обеспечивают питание машин и устройств, используемых учеными и исследователями для понимания изменения климата, экосистем, погодных условий и многого другого. Низкие эксплуатационные расходы на буи PowerBuoys, а также отсутствие необходимости в постоянном обслуживании делают его идеальным для более длительных операций. [8][13]

Коммуникация

PowerBuoys расширяет сети связи, используя свои встроенные системы наблюдения и связи. Поскольку они могут быть размещены в удаленных морских районах и питаться сами, Powerbuoys могут использоваться в качестве стабильной коммуникационной платформы, которая может расширять уже существующие сети. Это позволяет пользователям и организациям расширять свой ассортимент как для коммерческого, так и для развлекательного использования. [7][14]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е ж грамм час я j "PB3 PowerBuoy®". Ocean Power Technologies. Получено 2020-10-22.
  2. ^ а б c d е ж грамм "гибридный PowerBuoy®". Ocean Power Technologies. Получено 2020-10-29.
  3. ^ «Энергия и окружающая среда - прибрежная перспектива - точечные поглотители: технологии и инновации». прибрежная энергия и среда.web.unc.edu. Получено 2020-11-15.
  4. ^ а б c Эдер, Джеймс; Бретл, Джеймс; Эдвардс, Кэтлин (09.06.2013). «Эмпирическая демонстрация акаузальных стратегий управления преобразователями волновой энергии». Том 8: Возобновляемая энергия океана. Американское общество инженеров-механиков. Дои:10.1115 / omae2013-10020. ISBN  978-0-7918-5542-3.
  5. ^ а б c d е "Ocean Power Technologies - Рекламный видеоролик - YouTube". www.youtube.com. Получено 2020-11-15.
  6. ^ а б c d Эдвардс, Кэтлин; Мехиче, Майк (2014-04-15). «Ocean Power Technologies Powerbuoy®: методология проектирования, разработки и проверки на системном уровне». Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  7. ^ а б c d е "StackPath". www.offshore-mag.com. Получено 2020-10-27.
  8. ^ а б «Ocean Power Technologies запускает гибридный PowerBuoy®». finance.yahoo.com. Получено 2020-10-29.
  9. ^ «OPT запускает решение для подводных аккумуляторов». Оффшорная энергия. 2020-08-18. Получено 2020-10-29.
  10. ^ а б c «Подводная батарея». Ocean Power Technologies. Получено 2020-10-29.
  11. ^ а б Белый, Уильям; 6 октября, InvestorPlace Writer; 2020; 6 октября, 16.01 EST; 2020 (2020-10-06). «Ocean Power Technologies: 14 вещей, которые нужно знать об акциях OPTT». InvestorPlace. Получено 2020-11-16.CS1 maint: числовые имена: список авторов (связь)
  12. ^ «Оборона и безопасность». Ocean Power Technologies. Получено 2020-11-16.
  13. ^ «Наука и исследования». Ocean Power Technologies. Получено 2020-11-16.
  14. ^ «Связь». Ocean Power Technologies. Получено 2020-11-16.