海洋能源公司开发的水力涡轮机
海洋能源公司开发的水力涡轮机
海洋能源公司开发的水力涡轮机
准备测试水力涡轮机
在大卫·泰勒低水箱里测试水动力涡轮
塔纳纳河上的河流水力试验场
用于在测试地点进行河内部署的驳船

海洋流体动力能源发电是可再生能源组合中的一个新兴领域。水动力装置将波浪、潮流、洋流或河流的能量转化为电能。利用水流产生的电力非常吸引人,因为与风能和太阳能等其他不可预测的可再生能源相比,这些能源具有预测性。

阿拉斯加大多数乡村村庄都位于河边,没有电网。这些村庄依靠当地的柴油发电机发电,但由于道路不通,这些柴油必须用驳船或空运到这些村庄。这可能导致电力成本超过70美分每千瓦时,这可能是10倍以上的金额由并网用户支付。这些农村地区的居民通常是最无力负担高昂能源成本的。阿拉斯加的乡村——以及任何个人、商业或科研需要在河流系统附近偏远地区供电的人- - - - - -可以从水动力的使用中获益。

Oceana能源公司正在开发一种潮汐能收集装置,在阿拉斯加能源管理局(AEA)的资助下,他们已经评估了该装置在更具挑战性的河流环境中的应用。在河流中部署流体动力学装置时,湍流和漂浮的碎片构成了明显的挑战。

Oceana在2014年设计并制造了下一代设备,目的是获取河流环境中的性能数据。Oceana公司与位于马里兰州贝塞斯达的Carderock分部的美国海军作战中心签订了一项合作研发协议(CRADA),该中心为oceanana公司提供流体动力分析和测试支持。Oceana设备包括一系列水翼,从环形转子向内和向外径向延伸。配套的环形定子包括一个专利的九相发电机和永磁轴承。

评估Oceana设备性能的第一步是在Carderock的David Taylor拖车槽中进行测试。拖车水箱是一个大约半英里长的室内游泳池,有一个动力车厢支撑并推动设备通过水箱的静止水。这种设置提供了一组非常干净和可控的性能数据,包括:电流、电压、功率、转速和设备上的拖曳力,以及车厢速度的信号。所有这些信号都是用Campbell Scientific的CR9000X数据记录器以625 Hz的频率记录的。该设备于2014年8月在Carderock完成了成功测试。

oceanana设备评估的第二阶段是在现实条件下在河流中部署。阿拉斯加能源与电力中心(ACEP)由阿拉斯加大学费尔班克斯分校运营,该中心在阿拉斯加尼纳纳附近的塔纳纳河上建立了一个河流流体动力学试验场。2014年9月中旬,Oceana在ACEP驳船上部署了他们的设备。该设备的运行与预期一致,预计输出功率超过20千瓦。性能数据记录在各种条件下。另外一系列类似的测试定于2015年7月进行。

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案例研究总结

应用程序

河流用水轮机监测试验

位置

美国马里兰州;美国阿拉斯加

产品使用

CR9000X GPS16X-HVS

贡献者

Ned Hansen博士,PE, Oceana能源公司

参与组织

美国海军作战中心;阿拉斯加能源与电力中心(ACEP)

测量参数

GPS时间戳,测压元件,发电机电流和电压(20个信号),三轴加速度计,用于测量转速的prox传感器


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