08/10/2013 - Unmotorische Energie - Elektrische Erzeugung aus der Welle

Menéame

Die Elektrik-Einheit Abteilung für Technologie del CIEMAT Ende Juli wurden die Arbeiten der Laborphase des UNDIGEN-Projekt (Funktionalität von Undimotorischen elektrischen Stromerzeugungssystemen), die sich auf die Entwicklung von Geräten zur Umwandlung von Wellenenergie in elektrische Energie beziehen.

Ziel des UNDIGEN-Projekts ist es, Ende 2013 in Las Palmas de Gran Canaria eine elektrische Erzeugungsanlage für die Entwicklung von 100 kW Leistung aus der Energie der Meereswellen (Unmotorische Erzeugung).

Die Elektrikeinheit arbeitet seit 2009 an Meeresenergien; in diesem speziellen Projekt wurden die Aufgaben darin bestanden, den vollständigen Betrieb des Erzeugungssystems zu definieren, den gesamten elektrischen Teil des Geräts zu entwerfen, die Leistungs- und Steuerungselektronikgeräte für die Leistungskonditionierung zu entwickeln und zu bauen, optimale Strategien für die Kontrolle der Anlage zu entwickeln und schließlich alle Systeme in Laborversuche zu integrieren, die das gesamte System in der gleichen Weise wie später auf See betrieben haben, wobei ein Aktor (mechanisches Gerät) eingesetzt wird, der eine Bewegung erzeugt, die der Erzeugung von Meereswellen gleicht.

UNDIGEN ist ein INNPAKT 2011-Projekt, und das ICESAT ist Teil des Konsortiums, zusammen mit den Unternehmen Förderung von Gebäuden und Verträgen (FCC) und WEDGE GLOBAL und die Meeresplattform der Kanarischen Inseln (PLOCAN), aber auch Unternehmen wie NEUREUS, DEGIMA, CINTRA NAVAL, ITXASMARINE, ELINSA, INABENSA und die Universität Carlos III in Madrid sind als Unterauftragnehmer tätig.

Die Technologie, mit der in dieser Anlage der Meeresgeneration gearbeitet wird, ist die so genannte Pünktliche Absorption die aus einer Einrichtung besteht, die aus zwei Körpern besteht, die sich je nach Wellenlage relativ senkrecht zueinander bewegen. Diese mechanische Bewegung wird durch einen linearen Generator in elektrische Energie umgewandelt, der sich innerhalb der Absorptionsmittel. Es ist notwendig, auch elektronische Konverter zur Steuerung der Leistung des Generators vorzusehen, die je nach den Welleneigenschaften jederzeit optimal verwaltet wird. Ein Teil der erzeugten elektrischen Leistung wird auch für die Stromversorgung der Hilfsdienste der Stromerzeugungsanlage verwendet. Da das System etwa fünf Meilen von der Küste entfernt installiert werden soll, ist außerdem ein Fernkommunikationssystem erforderlich, das den Betrieb und die Überwachung des Systems von der Kontrollstelle an der Küste ermöglicht. 

Diese Laborphase hat es ermöglicht, alle Systeme der Erzeugungsanlage vor ihrer Installation auf See einzeln und gemeinsam zu testen, Probleme bei der Integration der verschiedenen Teile zu beseitigen, alle Betriebsparameter anzupassen und die am besten geeigneten Betriebsstrategien zu entwickeln. Dies spart viel Zeit und Geld in der Phase der Tests auf See. Aber wie konnte man die Funktionsweise des Geräts im Labor im Meer nachahmen? Die ICESAT-Gruppe hat eine Methode entwickelt, die auf der Verwendung eines Teils des Generators als Auslöser; es emuliert die Kraft, die die Wellen an einem bestimmten Ort (bekannt und gekennzeichnet) auf einem bestimmten Entwurf von Absorptionsmittel pünktlich (bekannt als sein hydrodynamisches Verhalten), wenn es auf das System unter einer bestimmten optimalen Steuerungsstrategie wirkt (vorher durch Simulation des gesamten Systems untersucht). Auf diese Weise sind die Arbeitsbedingungen denen sehr ähnlich, die das System auf See im Endstadium haben wird.

Ajuestes Undigen (Quelle: Ciemat)

Die oben genannten Tests des vollständigen Systems wurden in den Laboratorien des Zentrums für Studien und Experimentierung öffentlicher Arbeiten durchgeführt (CEDEX), Laboratorien, die seit sieben Jahren mit dem ICESAT im Rahmen eines Partnerschaftsabkommens geteilt werden, das die Entwicklung mehrerer gemeinsamer Projekte ermöglicht hat.

Bei den Labortests wurden folgende Geräte eingesetzt: der lineare Generator, der von der Firma Neureus entwickelt wurde, die die elektrische Leistung durch den Aktor erzeugt, ein elektronischer Konverter, der diese Leistung für die Bereitstellung an das Netz konditioniert (obwohl die Leistung in diesem Projekt nicht an das Netz übertragen wird, sondern in einem in-situ-Resistenzbetrieb zerfällt), ein elektronischer Konvertarator, der einen Teil der Leistung an Hilfsdienste ableitet, ein Kontrollschrank, der den gesamten Betrieb der Anlage enthält, eine Batteriegruppe, die den Start des Systems unterstützt, wenn es keine Wellen gibt, automatisch wiederbemannbare elektrische Schutzeinrichtungen, ein fernes Kommunikationssystem und schließlich den Hauptzugriffsverbrauch.

Von besonderer Bedeutung war die Anpassung der Regulierungsparameter für alle elektronischen Konverter, damit die Bedingungen für die Energiegewinnung optimal sind.

Die ICESAT-Forschungsgruppe hat bei diesem Projekt eine wichtige technologische und professionelle Leistung erzielt, indem sie völlig innovative Systeme innerhalb der Meeresgeneration entwickelt hat, die die Kombination von Wissen in so unterschiedlichen Disziplinen wie Hydrodynamik, Mechanik, Elektromaschinen, Leistungselektronik, Digitalsteuerungssysteme, Kommunikationsumgebungen und Instrumentierung sowie die Fähigkeit zur Prototypierung und Durchführung von Labor-Leistungstests erforderte. Viele Monate lang hat eine sehr enge Planung stattgefunden, die mit anderen Arbeiten koordiniert werden musste und zu einem sehr erfolgreichen Abschluss kam, da sich eine so neue Technologie auf die derzeitige Energie- und Industrielandschaft auswirken kann.

Das Projekt endet jedoch nicht in diesem Punkt, ganz gewiss nicht. Zurzeit werden alle im Labor getesteten Geräte innerhalb und in den nächsten Monaten in den Absorber eingebaut und nach einer Überprüfung des gesamten Betriebs aller Systeme an die Anlagen von PLOCAN (Meeresplattform der Kanarischen Inseln) in Gran Canaria versandt, wo sie auf See installiert und anschließend mit Hilfe der tatsächlichen Wellenquelle in Betrieb genommen werden. Zu diesem Zeitpunkt wird der ICESAT erneut eine wichtige Präsenz haben, da er aufgrund der Entwicklung der Kontrolle und des Betriebs des gesamten Systems dafür verantwortlich ist, das System so anzupassen, dass es unter optimalen Bedingungen arbeitet.

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CIEMAT

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