Προτεινόμενο σύστημα που είναι ιδιαίτερα κατάλληλο και για ανάπτυξη μεταξύ υπεράκτιων αιολικών πάρκων - Σχέδια με τετράγωνη διάταξη
Μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο Strathclyde της Σκωτίας πρότεινε μια νέα ιδέα για πλωτά φωτοβολταϊκά πάρκα (FPV), εμπνευσμένη από μοντέλα ιστών αράχνης.
Το σύστημα λέγεται ότι είναι ιδιαίτερα κατάλληλο για σπειροειδείς και ακτινικές διαμορφώσεις, καθώς και για ανάπτυξη μεταξύ υπεράκτιων αιολικών πάρκων.
Το σύστημα περιγράφηκε στο «A New Web-Type Concept of Floating Photovoltaic Farms in Open Sea Environment», που δημοσιεύτηκε στο Engineering.
Η τεχνική σκοπιμότητα του σχεδιασμού αναλύθηκε χρησιμοποιώντας το μοντέλο Morison (μέθοδος που χρησιμοποιείται συνήθως για την αξιολόγηση των κυματικών φορτίων στο σχεδιασμό πλατφορμών πετρελαίου και άλλων υπεράκτιων κατασκευών).
Εξετάστηκαν διάφορες διαμορφώσεις FPV για την αξιολόγηση των επιπτώσεων των περιβαλλοντικών φορτίων και άλλων παραμέτρων.
«Η ιδέα πλωτού τύπου ιστού για FPV που προτείνεται από την εργασία μας είναι μια λύση βασισμένη στη φύση εμπνευσμένη από ιστούς αράχνης η οποία κατασκευάζει καινοτόμα ένα μεγάλο ελαστικό πλαίσιο ιστού στην επιφάνεια του ωκεανού για να φιλοξενήσει αρθρωτά ηλιακά εργοστάσια.
Τα αξιοσημείωτα χαρακτηριστικά των ιστών της αράχνης (συμπεριλαμβανομένου του χαμηλού κόστους υλικών, της υψηλής ανοχής σε ζημιές, της αντοχής σε φορτία κρούσης και της καλής δυνατότητας επισκευής), είναι ακριβώς αυτό που χρειαζόμαστε απεγνωσμένα για την επόμενη γενιά υπεράκτιων πλωτών ηλιακών πάρκων», δήλωσε ο Zhi-Ming Yuan (συντάκτης της έκθεσης) στο pv-magazine.com.
Σχέδια με τετράγωνη διάταξη
Οι ερευνητές πρότειναν 2 σχεδιαστικές έννοιες με βάση τον τύπο της δομής του ιστού.
Η 1η χρησιμοποιεί πλαίσια ιστού που αποτελούνται από σπειροειδείς και ακτινικές γραμμές, επιτρέποντας στο σύστημα να παραμορφώνεται με τα κύματα ως ενιαία δομή.
Η 2η περιλαμβάνει την ανάπτυξη του συστήματος μεταξύ πύργων υπεράκτιων ανεμογεννητριών, οι οποίοι παρέχουν δομική στήριξη για τον ιστό.
Η φωτοβολταϊκή συστοιχία διαθέτει τετράγωνη διάταξη και στα δύο σχέδια.
«Ως τα κύρια στοιχεία που φέρουν δύναμη, χρησιμοποιούνται ελαστικά σχοινιά για τη δημιουργία ενός εύκαμπτου πλαισίου ιστού, έτσι ώστε τα κύματα στην ανοιχτή θάλασσα να απορροφώνται από την ελαστική παραμόρφωση του πλαισίου.
Η νέα ιδέα έχει μεγάλες δυνατότητες να κλιμακωθεί σε μέγεθος και χωρητικότητα από αρκετά MW έως GW για να αντιμετωπίσει διαφορετικές υπεράκτιες εφαρμογές», δήλωσε ο Yuan.
Μέθοδος ανάλυσης κατανομής φορτίου στα σχοινιά
Για να αναλύσουν την κατανομή φορτίου στα σχοινιά, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το εργαλείο προσομοίωσης Riflex το οποίο χρησιμοποιείται για στατική και δυναμική ανάλυση λεπτών θαλάσσιων δομών.
Η μελέτη επικεντρώθηκε σε φωτοβολταϊκές συστοιχίες με διαμορφώσεις μονάδων 1 × 1, 2 × 1, 3 × 1 και 3 × 3.
Κάθε μονάδα είχε μήκος και πλάτος 2 μέτρα, ύψος 0,8 μέτρα και κενό 1 μέτρου μεταξύ των μονάδων.
Οι κατευθύνσεις κύματος που δοκιμάστηκαν ήταν 0°, 22,5°, 45°, 67,5° και 90°, με μήκη κύματος που κυμαίνονταν από 50 έως 200 μέτρα.
Προσομοιώθηκε επίσης ένα σενάριο αστοχίας σχοινιού.
«Όταν έρχονται τα μακρά και μεγάλα κύματα, οι ηλιακές μονάδες που είναι εγκατεστημένες στο εύκαμπτο πλαίσιο ιστού που περιλαμβάνει τόσο σπειροειδείς όσο και ακτινικές γραμμές παραμορφώνονται με τα κύματα ως μια ενιαία δομή.
Το σύστημα μεταφέρει τα φορτία κομψά χορεύοντας… με τα κύματα αντί να εργάζεται εναντίον τους. Αυτό θα απέτρεπε τα «φορτία απότομης κίνησης» σε σχοινιά και πλωτά σκάφη, επιτυγχάνοντας έτσι εξαιρετική επιβιωσιμότητα σε συνθήκες ανοιχτής θάλασσας», εξήγησε ο Zhi-Ming.
Εγχείρημα σε πρώιμο στάδιο
Η προσπάθεια είναι ακόμα στην αρχή και σε περίπτωση επιτυχίας, θα προωθήσουμε το επίπεδο τεχνολογικής ετοιμότητας τα επόμενα 3 χρόνια, όπως υποστήριξε ο Zhi-Ming
Συγκεκριμένα είπε: «Ο σχεδιασμός και η έρευνα αυτού του πλωτού φωτοβολταϊκού πάρκου τύπου ιστού βρίσκονται ακόμη σε πρώιμο στάδιο απόδειξης της ιδέας. Η ομάδα στο Strathclyde προωθεί ενεργά την εμπορευματοποίηση αυτής της ιδέας και τεχνολογίας τύπου ιστού.
Συνεργάζονται με άλλους ακαδημαϊκούς και βιομηχανικούς εταίρους στην Ευρώπη (συμπεριλαμβανομένων των Seaflex, Sperra, Sunsurf), για τη δημιουργία συνεργασιών και κοινοπραξιών για την υποβολή αίτησης χρηματοδότησης από την ΕΕ.
Εάν πετύχουμε, θα προωθήσουμε το επίπεδο τεχνολογικής ετοιμότητας (TRL) στο 4 τα επόμενα 3 χρόνια».
www.worldenergynews.gr
