Επιστήμονες δοκίμασαν μια διάταξη πλωτού κουτιού 9x11 σε ένα μεγάλο κύμα
Μια ερευνητική ομάδα από την Κίνα ανέπτυξε μια νέα διάταξη πλωτού κουτιού για υπεράκτια πλωτά φωτοβολταϊκά (FPV).
Συγκεκριμένα επιστήμονες από το Ινστιτούτο Μηχανικής Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας της Κίνας, το Πανεπιστήμιο Tianjin της Κίνας, το Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας Tianjin και το Πανεπιστήμιο Μηχανικής Hebei συμμετείχαν στη μελέτη.
Τα ευρήματά τους δημοσιεύθηκαν στο «Experimental study on hydrodynamic response characteristics of a new floating box array offshore floating photovoltaic structure», που δημοσιεύτηκε στο Renewable Energy.
«Παρόλο που η εφαρμογή δομών FPV με βάση ένα κουτί σε θαλάσσια περιβάλλοντα βρίσκεται ακόμη στα αρχικά της στάδια, οι μελλοντικές τους προοπτικές είναι πολλά υποσχόμενες.
Μια νέα δομή FPV με βάση πλωτό κουτί, βελτιωμένη για θαλάσσιες συνθήκες, σχεδιάστηκε με βάση τυπικές διαμορφώσεις πλωτού κουτιού και μηχανικές πρακτικές.
Τα υδροδυναμικά χαρακτηριστικά απόκρισης αυτής της νέας δομής διερευνήθηκαν συστηματικά μέσω δοκιμών φυσικών μοντέλων», δήλωσε η ερευνητική ομάδα.
Η διαδικασία
Ένας μεγάλος, ακανόνιστος, τυχαίος κυματοχείμαρρος χρησιμοποιήθηκε για τη μέτρηση των επιταχύνσεων κύματος και ανύψωσης, μαζί με τον τελεστή πλάτους απόκρισης (RAO) για την ανύψωση και την κλίση.
Σε αυτό το ερευνητικό πλαίσιο, ένα πλωτό κουτί είναι μια πλωτή δομική μονάδα που υποστηρίζει φωτοβολταϊκά πάνελ στην κορυφή του.
Ο σχεδιασμός της ομάδας αποτελείται από μια συστοιχία 9 x 11 πλωτών κιβωτίων.
Ασύρματα γυροσκόπια συνδέθηκαν σε 3 πλωτά κιβώτια κατά μήκος της διαδρομής διάδοσης κυμάτων στην κεντρική σειρά της συστοιχίας πλωτών κιβωτίων, που αντιπροσωπεύουν τις μπροστινές (T1), μεσαίες (T2) και πίσω (T3) θέσεις.
Η συστοιχία δοκιμάστηκε υπό κανονικές δοκιμές κύματος, με ύψη κύματος είτε 4 cm είτε 8 cm, ενώ οι δοκιμές ακανόνιστων κυμάτων πραγματοποιήθηκαν χρησιμοποιώντας το φάσμα JONSWAP για περιόδους επαναφοράς 1 έτους και 50 ετών.
Μια περίοδος επαναφοράς 1 έτους αντιπροσωπεύει μια κανονική θάλασσα, όπου κύματα συγκεκριμένου μεγέθους συμβαίνουν μία φορά το χρόνο, ενώ μια περίοδος επαναφοράς 50 ετών αντιπροσωπεύει μια ακραία καταιγίδα που συμβαίνει μόνο μία φορά κάθε πέντε δεκαετίες.
Οι δοκιμές έδειξαν ότι η συστοιχία πλωτών κιβωτίων παρουσίασε χαρακτηριστικά RAO εξαρτώμενα από την τοποθεσία, με τους επιστήμονες να διαπιστώνουν ότι, σε περιοχές που επηρεάζονται από κύματα, τόσο οι αποκρίσεις επιτάχυνσης όσο και η γωνία κλίσης μειώνονται με την αύξηση της περιόδου κύματος, ενώ σε περιοχές που δεν επηρεάζονται από κύματα, οι συνδυασμένες επιδράσεις της διέγερσης κυμάτων και των γειτονικών κιβωτίων προκαλούν μια μη μονοτονική τάση απόκρισης.
«Το αυξημένο ύψος κύματος ή τα μικρότερα μήκη κύματος προκαλούν πιο βίαιες ελαστικές αποκρίσεις, προκαλώντας συμπίεση και αποκόλληση», εξήγησαν οι ερευνητές.
Συμπεράσματα
Η ερευνητική ομάδα διαπίστωσε ότι υπό ακανόνιστα κύματα, η συστοιχία εμφανίζει αποκρίσεις με χρονική υστέρηση φάσης με αξιοσημείωτες χωρικές διαφορές.
Τα μοτίβα απόκρισης σε περιόδους επαναφοράς 1 χρόνου και 50 ετών ήταν επίσης παρόμοια, με την αύξηση της απόκρισης να μην είναι ανάλογη με το ύψος του κύματος.
Διαπιστώθηκε επίσης ότι το φαινόμενο θωράκισης της δομής μειώνει τις γωνίες κλίσης κατά μήκος της κατεύθυνσης του κύματος και η μέση κλίση παραμένει αρκετά χαμηλή ώστε να διατηρεί πάνω από 99,5% ηλιακή απόδοση.
«Η υπερκάλυψη του κύματος εντείνεται με την περίοδο επαναφοράς και το ύψος του κύματος, με την τιμή 1,527/λεπτό για την πενηντάχρονη περίοδο επαναφοράς.
Η επηρεαζόμενη περιοχή της υπερκάλυψης του κύματος είναι περίπου ανάλογη με το σημαντικό ύψος κύματος.
Επιπλέον, παρατηρήθηκε σημαντική υπερκάλυψη κύματος μέσω των δομικών ανοιγμάτων στα πλωτά κουτιά, επικυρώνοντας περαιτέρω την ιδέα σχεδιασμού των συνδέσεων χωρίς κενά στη νέα συστοιχία πλωτών κουτιών», σημείωσαν οι επιστήμονες.
www.worldenergynews.gr
