Keywords

asa

Строительство и техногенная безопасность

2413-1873

КФУ им. В.И. Вернадского

10.37279/2413-1873-2021-21-91-96

116

Engineering support

Инженерное обеспечение

КОЛЕБАНИЕ ПОПЛАВКА ЭНЕРГОАГРЕГАТА НА ПОВЕРХНОСТИ ВОЛН

Power unit float oscillation on the surface of the waves

Бекиров

Э. А.

Bekirov

E. A.

Каркач

Д. В.

Karkach

D. V.

Муртазаев

Э. Р.

Murtazaev

E. R.

Физико-технический институт. КФУ им. В. И. Вернадского, 295007, Республика Крым, г. Симферополь, просп. Академика Вернадского, д. 4. bekirov.e.a@cfuv.ru Physics and Technology Institute. KFU V.I. Vernadsky, 295007, Republic of Crimea, Simferopol, p. Vernadsky, 4. bekirov.e.a@cfuv.ru Физико-технический институт. КФУ им. В. И. Вернадского, 295007, Республика Крым, г. Симферополь, просп. Академика Вернадского, д. 4. karkach.d.v@cfuv.ru Physics and Technology Institute. KFU V.I. Vernadsky, 295007, Republic of Crimea, Simferopol, p. Vernadsky, 4. karkach.d.v@cfuv.ru Физико-технический институт. КФУ им. В. И. Вернадского, 295007, Республика Крым, г. Симферополь, просп. Академика Вернадского, д. 4. ennan_sam@mail.ru Physics and Technology Institute. KFU V.I. Vernadsky, 295007, Republic of Crimea, Simferopol, p. Vernadsky, 4. ennan_sam@mail.ru

19 07 2021

21(73)

91 96

2021

Строительство и техногенная безопасность

https://stroyjurnal-asa.ru/index.php/asa/article/view/116

Одной из актуальных задач использования ВИЭ является использование энергоагрегата для преобразования энергии морских волн в электрическую энергию. Важным элементом процесса проектирования волновой электростанции является проведение математического моделирования ее работы при различных условиях ее работы для определения выходной мощности и проведения технико-экономического анализа. В основе процесса преобразования энергии морских волн в электрическую энергию для предложенного типа волновой электростанции лежат вынужденные вертикальные колебания поплавка энергоагрегата, вызванные морским волнением. Математическая модель поведения поплавка, соединенного с генератором, основывается на интегро-дифференциальном уравнении вынужденных колебаний и дает возможность определить динамику его колебаний и сделать вывод о мощности, снимаемой с подключенного к поплавку генератора. В статье приводятся расчеты динамики поплавка, соединенного с генератором, уравнение волны, интегро-дифференциальное уравнение колебаний поплавка, проведено моделирование набегающей волны и поплавкового энергоагрегата. Данные о длине, периоде и высоте волн в Черном море у побережья Крыма использованы по данным официальных прогнозов и наблюдений.

One of the urgent tasks of using renewable energy sources is the use of a power unit for converting the energy of sea waves into electrical energy. An important element of the design process of a wave power plant is to carry out mathematical modeling of its operation under various operating conditions to determine the output power and conduct a feasibility study. The process of converting the energy of sea waves into electrical energy for the proposed type of wave power plant is based on forced vertical oscillations of the power unit's float caused by sea waves. The mathematical model of the behavior of the float connected to the generator is based on the integro-differential equation of forced oscillations and makes it possible to determine the dynamics of its oscillations and draw a conclusion about the power taken from the generator connected to the float. The article presents the calculations of the dynamics of the float connected to the generator, the wave equation, the integro-differential equation of the float oscillations, the modeling of the incident wave and the float power unit is carried out. Data on the length, period and height of waves in the Black Sea off the coast of Crimea are used according to official forecasts and observations.

Keywordsfloatwavelengthwave speedwave heightforced vibrations of the float

Ключевые словапоплавокдлина волныскорость волнывысота волнывынужденные колебания поплавка

полный текст на сайте stroyjurnal-asa.ru

Shuleikin, V. Sh. Physics of the Sea. Moscow: Nauka, 1968. – 1090 p.

Sami Salama Hussen Hajjaj, A.F.B.A. Nazri. Simulated analysis and review of ocean wave power generators. International Journal of Engineering & Technology, 7 (4.35) (2018) 1-4.

Tianyu Zhang, Xinyu You. Application of wave power generation technology. IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 242 (2019) 022006.

Per Holmberg, Magnus Andersson, Bjorn Bolund, Kerstin Strandanger. Wave Power. Surveillance study of the development, Elforsk, 2011. Р. 47.

James R Joubert, Johannes L van Niekerk, Josh Reinecke, Imke Meyer. Wave Energy Converters (WECs). Centre for Renewable and Sustainable Energy Studies, 2013. Р. 95.

Rafael Waters, 2008. Energy from Ocean Waves. Full Scale Experimental Verification of a Wave Energy Converter. Acta Universitatis Upsaliensis. Digital Comprehensive Summaries of Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology 580. 130 рр. Uppsala.

Peter Meisen, Alexandre Loiseau, 2009. Ocean Energy Technologies For Renewable Energy Generation. Global Energy Network Institute. 27 р.

António F. O. Falcão, 2014. Modelling of Wave Energy Conversion. Instituto Superior Técnico, Universidade Técnica de Lisboa. 38 р.

Markel Penalba and John V. Ringwood, 2016. A Review of Wave-to-Wire Models for Wave Energy Converters. Energies. doi:10.3390/en9070506.

B. Drew, A.R. Plummer, and M.N. Sahinkaya (2016) "A review of wave energy converter technologies" Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy. Vol 223, Issue 8, pp. 887-902.

Lafsah M, Ibrahim M, & Albani A, “The Development of Wave Energy Conversion Device to Generate Electricity”, AMM, Vol.773-774, (2015), pp:460-464.

Muetze, J.G. Vining. Ocean Wave Energy Conversion – A Survey. IAS Annual Meeting (IEEE Industry Applications Society), 2006. Vol. 3: 1410 – 1417.

Shun Okamoto, Toshiaki Kanemoto, Bin Huang, Toshihiko Umekage. Counter-Rotating Type Wells Runners for Floating Wave Power Station. Conference: AFORE 2014, At Yeosu, 2014.

Rahmat Saptono. Selection of Materials for the Aerofoil Blades of a Wells Turbine Operated in an Oscillating Water Column (OWC) Wave Power Station. The 7th International Conference Quality in Research (QIR) 2004, At Depok

Shun Okamoto, Tatsuya Kinoshita, Toshiaki Kanemoto. Floating Type Ocean Wave Power Station At Various Wave Circumstances. The Twenty-second International Offshore and Polar Engineering Conference, 17-22 June, Rhodes, Greece, 2012.

Janis Berins. Technical analysis of the economic viability of sea wave power stations. 57th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON), 2016.

Kanchana Amarasekara, Gayan Abeynayake, Manjula Fernando, Atputharajah Arulampalam. A prefeasibility study on ocean wave power generation for the southern coast of Sri Lanka: Electrical feasibility. International Journal of Distributed Energy Resources and Smart Grids. Volume 10 Number 2 (2014). Pages 79 – 93.

Md. Mahbubur Rahman, Nirupom Paul, Md. Saiful Islam, Md.Sa fi Rashed, Shahr ior Ahmed, 2013. Power Generation from Sea Wave: An Approach to Create Renewable Energy. Global Journal of Researches in Engineering. General Engineering, Volume 13 Issue 1. Р. 12-17.

F. Danang Wijaya and B. Azhari, "Analytical design and optimization of flat-quasi linear generator for sea wave power plant in South Java Ocean," 2016 8th Int. Conf. on Information Technology and Electrical Engineering (ICITEE), Yogyakarta, 2016, pp. 1-6. doi: 10.1109/ICITEED.2016.7863276

John Kaldellis, Theodoris Chrysikos. Wave energy exploitation in the Ionian Sea Hellenic coasts: spatial planning of potential wave power stations. International Journal of Sustainable Energy, 2018. 38(4):1-21.

Akulenko L.D., Baydulov V.G. Extreme properties of oscillations of an elliptical float // Doklady Akademii Nauk. – 2019. – T.487. – No. 2. – Р. 140-143.

doi: 10.31857/S0869-56524872140-143