3D-computermodellering simulerer påvirkninger, viser det mest effektive arrangement for tidevandsmøller

Jorden rundt, energiproducenter leder efter de mest pålidelige og effektive midler til at generere vedvarende energi gennem bæredygtig praksis. Turbiner, der bruger vandstrømme til at drive samfund, er en af ​​disse metoder.

Problemet:at beslutte, hvor og hvordan man placerer møller for at generere strøm, samtidig med at deres virkning på de omgivende miljøer begrænses.

Det er her, Lauren Ross 'computermodel kommer ind.

Ross er adjunkt ved College of Engineering ved University of Maine. Hun har tidligere arbejdet med andre forskere og ingeniører ved University of Bordeaux, studerer tidevandsmøller i et flodmundingssystem på Frankrigs sydvestkyst.

Den postdoc -forskning har overført til hendes nuværende projekt, "Forståelse af tidevandsturbines indvirkning på strømhastighed og sedimenttransport i en makrotidalmunding:en numerisk modelundersøgelse."

Projektet indebærer at indtaste numeriske data i en 3D-computermodel. Modellen kan simulere virkningerne af at placere kraftproducerende møller i vandveje, der oplever tidevand.

Hvad er tidevandsmøller?

Tidevandsturbiner er roterende vinger, der drives af strømme af vand, der skaber energi. De bruges i flodmundinger, eller steder, hvor floder møder tidevandet. Dette er et ideelt sted for energiproducerende udstyr på grund af pålidelige daglige tidevand og evnen til at estimere mængden af ​​elektricitet, der skal genereres på et givet tidspunkt.

Tidevandsmøller huseres i faste strukturer og placeres i vandet. Det tager flere møller, betragtes som en turbinegård, "at producere nok elektricitet til at drive en væsentlig del af et samfund.

Hvorfor er dette vigtigt?

Selvom tidevandsmøller ikke er så store som deres vindmølles fætre, de kan påvirke de fysiske og sociale aspekter af flodmundingssamfund.

Inden en tidevandsmølle "gård" placeres i en vandvej, Ross 'model kan simulere virkningen og fordelene ved gårdens geografiske placering og den mest effektive måde at arrangere møllerne på. Dette sparer energiproducenterne tid og økonomiske omkostninger ved forsøg og fejl i feltet.

"Virksomheder ønsker at forstå møllernes indvirkning på miljøet, "sagde Ross." Jeg indså, at der ikke havde været mange undersøgelser om både at optimere konfigurationen og se, hvordan den optimale konfiguration ville påvirke miljøforholdene. "

Optimering af tidevandsmøllens placering

Inden du vælger et teststed, turbinebønder skal tage hensyn til behovet for at undgå travle bådtrafikbaner, områder, der indeholder flydende affald, gårdens nærhed til et elnet, og bredden af ​​den geografiske placering for at afgøre, om en gård ville passe.

Når et sted er valgt, Ross 'computermodel simulerer flodmundingens forhold og hjælper med at bestemme, hvor man skal lokalisere og arrangere et helt møllemark. Målet er at få alle møllerne i et felt til at modtage effektiv vandstrøm.

Modellen viser steder i en flodmunding, der har den ideelle vandstrøm for at skabe den hastighed, der er nødvendig for at generere elektricitet. Ved at bruge en turbines trækkoefficient, modellen måler den energi, som møllen udvinder fra strømningsfeltet gennem tidevandscyklussen.

"Jeg kunne hjælpe beslutningstagere med at bestemme den optimale konfiguration for møllerne med denne model, "sagde Ross." Specifikt, Jeg kunne sige 'Hvis du kan implementere møllerne på denne måde, du genererer 'x' mængde elektricitet. '"

Simulering af tidevandsturbines effekt på vandsystemets fysik

Det er vigtigt at vide, hvilken indvirkning en møllefarm vil have på det omgivende miljø. Møllernes fysiske tilstedeværelse kunne bremse vandstrømmen i kanalen og øge mængden af ​​sedimentaflejring og akkumulering. Ross 'model simulerer denne effekt.

Ifølge Ross, mange flodmundinger med store tidevandsområder er meget grumsede - hvilket betyder, at de er grumsede med en stor mængde suspenderet sediment. Møllebedrifterne vil påvirke, hvor sedimentet i sidste ende vil blive transporteret. Hendes model kan forudsige, hvor sediment ville deponere.

For eksempel, hvis ophobningen ville få et undersøisk bjerg til at blokere en navigationskanal, landmænd bliver nødt til at beslutte, om de vil flytte gården eller forberede sig på behovet for at blive uddybet oftere i disse områder.

Anvendte forskningen til hendes undervisning og lokale kystteknik

Ross mener, at hendes forskning er unik og er begejstret for at bruge sine modeller til at engagere sine studerende.

"Jeg bruger modeller som denne til at undervise i hydraulik og vise bachelorstuderende, hvad kystteknik handler om, "sagde Ross." Dette er en virkelig sej applikation, og de bliver begejstrede for det. "

Hun kan udvikle lignende computermodeller, der kan anvendes på flodmundinger rundt om i verden. Hun er ivrig efter at samarbejde med tidevandsmøller i Maine og videre.

"Med den nuværende tilstand af vores klima, vi er nødt til at fokusere vores metoder til at generere elektricitet væk fra fossile brændstoffer, "sagde Ross." Jeg tror, ​​at tidevandsenergi er en af ​​de mest lovende måder, vi kan gøre det på i fremtiden. "