ДОСЛІДЖЕННЯ ПРИНЦИПІВ РОБОТИ АВТОНОМНОЇ ХВИЛЬОВОЇ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ ДЛЯ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЕНЕРГІЄЮ ПРИБЕРЕЖНИХ ТЕРИТОРІЙ

Автор(и)

Ключові слова:

хвильова енергетика; автономна хвильова електростанція; point absorber; хвильовий потенціал; амплітудно-частотна характеристика; система відбору потужності (PTO); резонансні коливання; гідродинамічне моделювання; добовий профіль генерації; прибережні енергосистеми

Анотація

Метою даної статті є дослідження принципів роботи автономних хвильових енергетичних установок, спрямованих на забезпечення електроенергією прибережних регіонів на середньохвильовому потенціалі. Для самодостатньої, сталої та відновлюваної енергетики важливо розвивати такі технології, особливо в районах, де доступ до центральних мереж є важким або важкодоступним. У дослідженні розглядаються всі аспекти роботи хвильової огинаючої, включаючи всі аспекти екологічної оцінки при виробництві електроенергії та щоденному аналізі розподілу. Режим хвилі заснований на класичній моделі CV енергії хвилі, класична модель хвилі до 5-6,5 метрів, а фронт – 2,5-8,3 кВт / хв. Потужність хвилі поступово зростає з кількістю хвиль поступово та з певною висотою хвилі (H = 2 м) на найвищому рівні при найвищому значенні. У внутрішніх морях вона має максимальне значення, що символізує режим прибережних районів. Моделювання частоти похибки частоти плавучості показало стан високого піку, який узгоджувався з масово-інерційними характеристиками системи, одночасно ефективно поглинаючи енергію хвилі в робочому діапазоні частот. Далі механічний і електричний ККД системи ВВП становить 28-41% в залежності від хвильового навантаження і режиму роботи, а генератор розрахований на 5 кВт. Виробництво електроенергії в добовому циклі становить 80-92 кВт/год, вночі 6 кВт/ год і 2,8-3,3 кВт. Базуючись на цих характеристиках, установка може забезпечувати стабільну електроенергію під буфером зберігання. Для демонстрації потенціалу малих енергетичних систем для забезпечення середньої потужності берегової інфраструктури, подальшої оптимізації проектування, удосконалення та розвитку підвищення ефективності PTO та адаптивного керування генерацією.

Посилання

International Electrotechnical Commission. IEC 62600-101: Marine Energy – Wave, Tidal and Other Water Current Converters – Part 101: Wave Energy Resource Assessment and Characterisation. Geneva: IEC, 2015. URL: https://webstore.iec.ch/publication/22293

International Electrotechnical Commission. IEC TS 62600-2: Marine Energy – Wave, Tidal and Other Water Current Converters – Part 2: Design Requirements for Marine Energy Systems. Geneva: IEC, 2016. URL: https://webstore.iec.ch/publication/24764

European Marine Energy Centre. EMEC Wave Energy Converter Performance Database and Guidelines. Orkney: EMEC, 2020. URL: https://www.emec.org.uk/marine-energy/wave-devices/

Капітанчук К., Андріїшин М. Характеристики потужності хвильової електростанції з гнучкою енергопоглинальною поверхнею в умовах внутрішнього моря. Наукоємні технології. № 61(1). Київ, 2024. С. 94–101. https://doi.org/10.18372/2310-5461.61.18517

Kapitanchuk K., Andriyishyn М. Determination of Parameters of a Small Power Plant on a River with an Energy- Absorbing Surface in the Form of a Sinusoidal Helicoid. Science-Based Technologies. № 65(1). Kyiv, 2025. P. 141–146. https://doi.org/10.18372/2310-5461.65.19935

Prasad K. A., Chand A. A., Kumar N. M., Narayan S., Mamun K. A. A critical review of power take-off wave energy technology leading to the conceptual design of a novel wave-plus-photon energy harvester for island/coastal communities’ energy needs. Sustainability. № 14(4). Basel, 2022. Article 2354. URL: https://www.mdpi.com/2071-1050/14/4/2354

Bonamano S., Peviani M. A., Agate G., Burgio C. G., Fersini G., Marcelli M. The evaluation of WaveSAX power generation to support port energy self-sufficiency. Journal of Marine Science and Engineering. № 11(11). Basel, 2023. Article 2097. https://doi.org/10.3390/jmse11112097

Cascajo R., Molina R., Pérez-Rojas L. Sectoral Analysis of the Fundamental Criteria for the Evaluation of the Viability of Wave Energy Generation Facilities in Ports – Application of the Delphi Methodology. Energies. № 15(7). Basel, 2022. Article 2667. https://doi.org/10.3390/en15072667

Nazare T., Nardo L., Arias-Garcia J., Nepomuceno E. Ensuring resilience in ocean energy power plants: a survey of cybersecurity measures. Proceedings of the European Wave and Tidal Energy Conference. Vol. 15. Paris, 2023. https://doi.org/10.36688/ewtec-2023-452

Clemente D., Teixeira-Duarte F., Rosa-Santos P., Taveira-Pinto F. Advancements on optimization algorithms applied to wave energy assessment: an overview on wave climate and energy resource. Energies. № 16(12). Basel, 2023. Article 4660. https://doi.org/10.3390/en16124660

Mi J., Wu X., Capper J., Li X., Shalaby A., Wang R., Zuo L. Experimental investigation of a reverse osmosis desalination system directly powered by wave energy. Applied Energy. № 343. Amsterdam, 2023. Article 121194. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2023.121194

Alshmeel G. H. A., Al-Doori A. S. B., Ahmed S. R., Abrahim Z. A., Ghaffoori A. J., Hussain A. S. T. Self-sustaining buoy system: harnessing water wave energy for smart, wireless sensing and data transmission. Proceedings of the Cognitive Models and Artificial Intelligence Conference. Lisbon, 2024. P. 349–356. https://doi.org/10.1145/3660853.3660940

De Oliveira L., Dos Santos I. F. S., Schmidt N. L., Tiago Filho G. L., Camacho R. G. R., Barros R. M. Economic feasibility study of ocean wave electricity generation in Brazil. Renewable Energy. № 178. Amsterdam, 2021. P. 1279–1290. https://doi.org/10.1016/j.renene.2021.07.009

Li H., Wu X., Zhang Z., Tan X., Pan Y., Dai C., Xu Y. An extended-range wave-powered autonomous underwater vehicle applied to underwater wireless sensor networks. iScience. № 25(8). Cambridge, 2022. Article 104596. URL: https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(22)01010-0

Garcia D. A., Dionysis G., Raskovic P., Duić N. Advanced technological options for sustainable development of energy, water and environment systems upgrade towards climate neutrality. Energy Conversion and Management: X. № 22. Amsterdam, 2024. Article 100528. https://doi.org/10.1016/j.ecmx.2024.100528

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-12-31