Design og evaluering av en bølgeenergi konverterings mekanisme (enhet)

Abstract

Det er et stort fokus på global oppvarming og fornybarenergi i dagens samfunn. En stor fornybar energikilde som ennå ikke har blitt tatt i bruk er bølgeenergi. Det finnes mye energi i bølger, men det eksisterer ingen store kommersielle bølgekraftverk i dag. Det finnes et stort rom for innovasjon av løsninger som kan konverter bølgeenergi til elektriskenergi. En slik løsning er foreslått av Karl Venås, og dette forslaget er bakgrunnen for denne masteroppgaven. Det foreslåtte bølgekraftverket benytter virkemåten til en støthevert, og omdanner en støthevert til et bølgekraftverk. Dette er gjort ved at vann i et innløpsrøret er akselerert ved hjelp av bølgenes hastighet istedenfor at vannet akselereres ved hjelp av tyngdekraften fra et reservoar. Vannet løftes til et reservoar og en vannturbin omdanner den potensielle energien i vann til elektrisitet. Kraftproduksjonen til det foreslåtte bølgekraftverket er analysert for å finne variablene som er viktig for kraftproduksjonen. Størrelsen et kraftverk må ha for å kunne produsere en nyttig mengde med kraft er undersøkt. De viktigste variablene for et slikt bølgekraftverk er innløpslengden 𝐿�1, reservoarhøyden 𝑧�3, utløp og innløps diameter 𝐷�2 og 𝐷�1, bølgens hastighet v og bølgens periode 𝑡�2. Kraftproduksjonen er i stor grad begrenset av et sett med grenseverdier, disse grenseverdiene er også funksjoner av disse variablene. Ettersom bølgehastigheten v og bølgeperioden 𝑡�2 er variable må også grenseverdiene være variable for å sørge for at bølgekraftverket er så effektivt som mulig. Grenseverdiene kan forandres ved å ha en variabel reservoarhøyde 𝑧�3. Det er tre store utfordringer som tradisjonelt kobles til bølgekraftverk, og det foreslåtte bølgekraftverket løser disse utfordringene godt. De tradisjonelle utfordringene er at et bølgekraftverk må motstå store bølger uten å bli ødelagt. Et bølgekraftverk må kunne mellomlagre energi for å få en kontinuerlig kraftproduksjon. Et bølgekraftverk må kunne fungere når bølgenes amplitude, bølgelengde og periode forandrer seg relativt tilfeldig. Det foreslåtte bølgekraftverket har utfordringer knyttet til en konstruksjon av enheten på en økonomisk måte. Ved en god plassering av enheten i naturen kan kostnadene reduseres, og å finne en slik lokasjon er dermed viktig. Dette konseptet for et bølgekraftverk er lovende og det kan være interessant og fruktbart å se videre på konseptet.