12:00
OceanX дал мне сразу две причины для скептицизма. Он помещает две турбины на одну плавучую платформу, а роторы размещаются с подветренной стороны от их опор, а не перед ними. Я рассмотрел обе идеи много лет назад и нашел веские причины, по которым ветроэнергетика в основном сосредоточилась на одном большом трехлопастном роторе, расположенном против ветра. Затем OceanX прошел через супертайфун Яги, и измерения были достаточно хорошими, чтобы необычную машину стоило изучить, а не отвергать.
Во время Яги Мингян сообщил о ветре гондолы со скоростью более 41,5 метров в секунду, значительных волнах 6,5 метров, максимальной волне 9,8 метров и наклоне гондолы, изменяющемся всего лишь от нуля до трех градусов. Он также сообщил, что измеренная реакция платформы точно соответствовала моделированию перед ураганом, без явного аномального резонанса или длительного изменения положения платформы. Для полномасштабной плавучей машины, несущей два широко разнесенных ротора на длинных наклонных опорах, это полезные цифры. Шторм не доказал, что OceanX является экономичным или оптимально спроектированным, но он показал, что спаренная конструкция надежно ведет себя при серьезных ветровых и волновых нагрузках.
Мое мнение изменил не тайфун. Это была инженерия, связанная с роторами. Полный анализ TFIE Strategy Briefing разделяет OceanX на четыре варианта конструкции — сдвоенные роторы, работа с подветренной стороны, постоянные опоры и флюгер всей платформы — потому что эти варианты решают разные проблемы и не должны учитываться как преимущества друг друга.
Для читателей, которые не тратят много времени на размышления об архитектуре ветряных турбин, «по ветру» просто означает, что ветер проходит через опорную конструкцию, прежде чем достигнет лопастей. Большинство современных ветряных турбин работают наоборот: лопасти располагаются с наветренной стороны.башня. Это стало доминирующим дизайном по веским причинам. В традиционной турбине с подветренной стороны каждая лопасть неоднократно проходит через возмущенный воздух за массивной башней. Возникающие в результате изменения аэродинамической нагрузки способствуют утомлению, и исторически они также помогали создавать характерный ритмичный шум, характерный для некоторых машин, работающих с подветренной стороны.
OceanX не устраняет эту проблему. Вместо этого он меняет структуру, создающую его. Его опоры представляют собой необычайно тонкие наклонные элементы, удерживаемые на месте сетью прочных предварительно напряженных опор, а не двумя обычными отдельно стоящими трубчатыми башнями. Если эти элементы создают гораздо более узкий и чистый след, то исторический штраф по ветру может быть существенно уменьшен в его источнике, а не просто выдерживаться более сильными лопастями и более сложным управлением.
Плавающая архитектура добавляет еще одну часть. Вместо того, чтобы полагаться на две традиционные системы рыскания гондолы, удерживающие винты лицом к ветру, вся платформа может флюгерировать относительно своих швартовок при изменении направления ветра. Это позволяет роторам, опорам и стойкам оставаться примерно в одном и том же аэродинамическом отношении к набегающему ветру. Для конструкции, корпус которой частично зависит от того, чтобы тонкие опоры были правильно выровнены по потоку воздуха, это важно.
Вот почему OceanX перенес мой предыдущий вариант на плавающий ветер с подветренной стороны. Возражения, делавшие машины с подветренной стороны непривлекательными, не были произвольными условностями. Они возникли из-за реальной усталости и аэродинамических проблем. Но плавающий ветер дает больше свободы для изменения конструкции перед лопастями, и OceanX использует эту свободу таким образом, чтобы напрямую устранить историческую слабость.
Сдвоенные роторы менее убедительны. Две турбины — две гондолы, дветрансмиссии, две ступицы и шесть лопастей. Разделение генерирующей зоны между двумя машинами может снизить высоту ступицы и уменьшить размеры отдельных компонентов, что может иметь структурные и производственные преимущества на плавучей платформе. Он также дублирует дорогостоящее оборудование и вводит взаимодействия, с которыми не может справиться один более крупный ротор.
Это различие важно, потому что двойные роторы доминируют на каждой фотографии OceanX. Именно они делают машину радикальной, но не обязательно делают ее технически интересной. Неподвижная опора, ротор с подветренной стороны и плавучая платформа с флюгером могут существовать без размещения двух комплектных турбин в одной конструкции.
Измерения Яги подтверждают необходимость серьезного отношения к общей архитектуре, поскольку шторм подверг действию всю систему одновременно. Нагрузки на ротор, прямые ветровые нагрузки, волны, движение платформы, силы швартовки и большая верхняя конструкция взаимодействовали. Сообщаемый наклон гондолы всего от нуля до трех градусов в таких условиях является более полезным доказательством, чем еще одна визуализация или моделирование нетрадиционной турбины.
Но это не говорит нам о том, выиграет ли архитектура экономически в течение 25 лет. Для этого необходимы данные об усталости, масса конструкции, опыт технического обслуживания, процедуры замены компонентов и объективное сравнение с более традиционными плавающими турбинами. Лопасти с подветренной стороны по-прежнему неоднократно проходят мимо нарушенных структур. Подводные вращающиеся интерфейсы по-прежнему требуют осмотра и обслуживания. Две трансмиссии по-прежнему создают больше компонентов, которые могут выйти из строя.
Именно из-за этих нерешенных вопросов более глубокий анализ OceanX в TFIE Strategy Briefing выходит за рамки результатов шторма и работает черезпути структурной нагрузки, доказательства усталости по ветру, сравнение нескольких роторов, отклонение от курса всей платформы и риски жизненного цикла, прежде чем прийти к более узкому выводу.
OceanX значительно усилил мой интерес к плывущему по ветру ветру. Сочетание плавающей платформы, тонких опор и пассивного выравнивания настолько меняет старое сравнение, что эта концепция заслуживает нового рассмотрения. Я все еще жду, пока два ротора оправдают себя.
Полную инженерную информацию читайте в Информационном брифинге по стратегии TFIE.
