Η αντοχή της πλατφόρμας στον υπερτυφώνα Yagi αναδεικνύει τις δυνατότητες ενός σχεδιασμού με δύο ρότορες, λεπτά στηρίγματα και παθητική ευθυγράμμιση με τον άνεμο
Η OceanX τοποθετεί δύο ανεμογεννήτριες σε μία πλωτή πλατφόρμα και τοποθετεί τους ρότορες υπήνεμα (σ.σ: προφυλαγμένους από τον άνεμο) ως προς τα στηρίγματά τους, αντί να βρίσκονται μπροστά από αυτά.
Η αιολική βιομηχανία εδώ και χρόνια είχε σε μεγάλο βαθμό συγκλίνει σε έναν μεγάλο ρότορα με τρία πτερύγια, προσήνεμα (σ.σ: εκτεθειμένα στον άνεμο) ως προς τον πύργο.
Στη συνέχεια, η OceanX πέρασε από τον υπερτυφώνα Yagi και οι μετρήσεις ήταν αρκετά καλές ώστε η ασυνήθιστη μηχανή να αξίζει να εξεταστεί αντί να απορριφθεί.
Κατά τη διάρκεια του Yagi, η Mingyang ανέφερε nacelle winds (σ.σ: άνεμοι ατράκτου, δηλαδή, αυτοί που μετρούνται πάνω στην άτρακτο μιας ανεμογεννητριας) άνω των 41,5 μέτρων ανά δευτερόλεπτο, σημαντικό ύψος κύματος 6,5 μέτρων, μέγιστο ύψος κύματος 9,8 μέτρων και κλίση των ανέμων που μεταβαλλόταν μόνο κατά περίπου μηδέν έως τρεις μοίρες.
Ανέφερε επίσης ότι η μετρούμενη απόκριση της πλατφόρμας ακολούθησε στενά τις προσομοιώσεις πριν από την καταιγίδα, χωρίς εμφανή ανώμαλο συντονισμό ή μόνιμη αλλαγή στη στάση της πλατφόρμας.
Για μια πλωτή μηχανή πλήρους κλίμακας που φέρει δύο ευρέως διαχωρισμένους ρότορες σε μακριά κεκλιμένα στηρίγματα, αυτά είναι χρήσιμα στοιχεία. Η καταιγίδα δεν απέδειξε ότι η OceanX είναι οικονομικά βιώσιμη ή ότι έχει βέλτιστο σχεδιασμό, αλλά έδειξε ότι η συζευγμένη κατασκευή συμπεριφέρθηκε αξιόπιστα υπό σημαντικά φορτία ανέμου και κυματισμού.
Η μηχανική γύρω από τους ρότορες
Η πλήρης ανάλυση του TFIE Strategy Briefing διαχωρίζει την OceanX σε τέσσερις σχεδιαστικές επιλογές - δίδυμους ρότορες, υπήνεμη λειτουργία, στηρίγματα με συρματόσχοινα και προσανατολισμό ολόκληρης της πλατφόρμας με τον άνεμο - επειδή αυτές οι επιλογές επιλύουν διαφορετικά προβλήματα και δεν θα πρέπει να πιστώνονται η μία τα οφέλη της άλλης.
Για τους αναγνώστες που δεν ασχολούνται πολύ με την αρχιτεκτονική των ανεμογεννητριών, «υπήνεμα» σημαίνει απλώς ότι ο άνεμος περνά πρώτα από την υποστηρικτική κατασκευή και στη συνέχεια φτάνει στα πτερύγια.
Οι περισσότερες σύγχρονες ανεμογεννήτριες κάνουν το αντίθετο: τα πτερύγια βρίσκονται προσήνεμα ως προς τον πύργο.
Αυτό έγινε ο κυρίαρχος σχεδιασμός για καλούς λόγους. Σε μια παραδοσιακή υπήνεμη ανεμογεννήτρια, κάθε πτερύγιο περνά επανειλημμένα μέσα από τον διαταραγμένο αέρα πίσω από έναν σημαντικό πύργο.
Οι προκύπτουσες μεταβολές στα αεροδυναμικά φορτία συμβάλλουν στην κόπωση και, ιστορικά, συνέβαλαν επίσης στην παραγωγή του χαρακτηριστικού ρυθμικού θορύβου που συνδέεται με ορισμένες υπήνεμες μηχανές.
Η OceanX δεν εξαφανίζει αυτό το πρόβλημα - Αλλάζει την κατασκευή που το δημιουργεί
Τα στηρίγματά της είναι ασυνήθιστα λεπτά κεκλιμένα μέλη, τα οποία συγκρατούνται στη θέση τους από ένα δίκτυο σημαντικών προεντεταμένων συρματόσχοινων, αντί για δύο συμβατικούς αυτοφερόμενους σωληνωτούς πύργους.
Εάν αυτά τα μέλη δημιουργούν ένα πολύ στενότερο και καθαρότερο ίχνος ροής, τότε η ιστορική επιβάρυνση της υπήνεμης διάταξης μπορεί να μειώνεται ουσιαστικά στην πηγή της, αντί απλώς να αντιμετωπίζεται με ισχυρότερα πτερύγια και πιο εξελιγμένα συστήματα ελέγχου.
Η πλωτή αρχιτεκτονική προσθέτει ένα ακόμη στοιχείο. Αντί να βασίζεται σε δύο συμβατικά συστήματα προσανατολισμού των ατράκτων για να διατηρούν τους ρότορες στραμμένους προς τον άνεμο, ολόκληρη η πλατφόρμα μπορεί να περιστρέφεται ελεύθερα ως προς τον άνεμο σε σχέση με τα αγκυροβόλιά της, καθώς αλλάζει η διεύθυνση του ανέμου.
Αυτό επιτρέπει στους ρότορες, τα στηρίγματα και τα συρματόσχοινα να διατηρούν περίπου την ίδια αεροδυναμική σχέση με τον εισερχόμενο άνεμο.
Για έναν σχεδιασμό του οποίου η λογική βασίζεται εν μέρει στη σωστή ευθυγράμμιση των λεπτών στηριγμάτων με τη ροή του αέρα, αυτό έχει σημασία.
Οι αντιρρήσεις που καθιστούσαν τις υπήνεμες μηχανές μη ελκυστικές δεν ήταν αυθαίρετες συμβάσεις
Προέκυπταν από πραγματικά προβλήματα κόπωσης και αεροδυναμικής. Όμως η πλωτή αιολική ενέργεια δημιουργεί μεγαλύτερη ελευθερία για την αλλαγή της κατασκευής μπροστά από τα πτερύγια και η OceanX αξιοποιεί αυτή την ελευθερία με τρόπο που αντιμετωπίζει άμεσα την ιστορική αδυναμία.
Οι δίδυμοι ρότορες είναι λιγότερο πειστικοί. Δύο ανεμογεννήτριες σημαίνουν δύο άτρακτοι, δύο συστήματα μετάδοσης κίνησης, δύο πλήμνες και έξι πτερύγια. Ο διαχωρισμός της επιφάνειας παραγωγής μεταξύ δύο μηχανών μπορεί να μειώσει τα ύψη των ατράκτων και να διατηρήσει μικρότερα τα επιμέρους εξαρτήματα, κάτι που μπορεί να προσφέρει δομικά και κατασκευαστικά πλεονεκτήματα σε μια πλωτή πλατφόρμα.
Παράλληλα, διπλασιάζει τον ακριβό εξοπλισμό και εισάγει αλληλεπιδράσεις τις οποίες ένας μεγαλύτερος ρότορας δεν χρειάζεται να διαχειριστεί.
Αυτή η διάκριση έχει σημασία επειδή οι δίδυμοι ρότορες κυριαρχούν σε κάθε φωτογραφία της OceanX. Είναι το στοιχείο που κάνει τη μηχανή να φαίνεται ριζοσπαστική, αλλά δεν είναι απαραίτητα το στοιχείο που την καθιστά τεχνικά ενδιαφέρουσα.
Ένα στήριγμα με συρματόσχοινα, ένας υπήνεμος ρότορας και μια πλωτή πλατφόρμα που προσανατολίζεται με τον άνεμο μπορούν να υπάρξουν χωρίς να τοποθετηθούν δύο πλήρεις ανεμογεννήτριες στην ίδια κατασκευή.
Οι μετρήσεις του Yagi ενισχύουν το επιχείρημα ότι αξίζει να εξεταστεί σοβαρά η συνολική αρχιτεκτονική, επειδή η καταιγίδα άσκησε ταυτόχρονα φορτία σε ολόκληρο το σύστημα.
Τα φορτία των ρότορων, τα άμεσα φορτία του ανέμου, τα κύματα, η κίνηση της πλατφόρμας, οι δυνάμεις των αγκυρώσεων και η μεγάλη ανώτερη κατασκευή με τα συρματόσχοινα αλληλεπιδρούσαν όλα μεταξύ τους.
Η αναφερόμενη κλίση της ατράκτου μόλις περίπου μηδέν έως τρεις μοίρες υπό αυτές τις συνθήκες είναι πιο χρήσιμο στοιχείο από μία ακόμη απεικόνιση ή προσομοίωση μιας ασυνήθιστης ανεμογεννήτριας.
Αυτό που δεν μας λέει είναι αν η αρχιτεκτονική είναι οικονομικά καλύτερη σε ορίζοντα 25 ετών
Αυτό απαιτεί δεδομένα κόπωσης, δομική μάζα, εμπειρία συντήρησης, διαδικασίες αντικατάστασης εξαρτημάτων και μια δίκαιη σύγκριση με πιο συμβατικές πλωτές ανεμογεννήτριες.
Τα υπήνεμα πτερύγια εξακολουθούν να περνούν επανειλημμένα από διαταραγμένες ροές γύρω από τις κατασκευές. Οι περιστρεφόμενες διεπαφές κάτω από το νερό εξακολουθούν να απαιτούν επιθεώρηση και συντήρηση. Δύο συστήματα μετάδοσης κίνησης εξακολουθούν να δημιουργούν περισσότερα εξαρτήματα που μπορούν να παρουσιάσουν βλάβη.
Αυτά τα εκκρεμή ερωτήματα είναι ακριβώς ο λόγος για τον οποίο η βαθύτερη ανάλυση της OceanX στο TFIE Strategy Briefing πηγαίνει πέρα από το αποτέλεσμα της καταιγίδας και εξετάζει τις διαδρομές των δομικών φορτίων, τα στοιχεία για την κόπωση των υπήνεμων διατάξεων, τη σύγκριση πολλαπλών ρότορων, τον προσανατολισμό ολόκληρης της πλατφόρμας και τους κινδύνους καθ' όλη τη διάρκεια ζωής, πριν καταλήξει σε ένα πιο περιορισμένο συμπέρασμα.
Η OceanX μας ωθεί προς την υπήνεμη πλωτή αιολική ενέργεια. Ο συνδυασμός μιας πλωτής πλατφόρμας, λεπτών στηριγμάτων με συρματόσχοινα και παθητικής ευθυγράμμισης αλλάζει αρκετά από την παλιά σύγκριση ώστε η ιδέα να αξίζει μια νέα εξέταση. Εξακολουθώ να περιμένω από τους δύο ρότορες να δικαιολογήσουν την επιλογή τους.
www.worldenergynews.gr
