美国研究人员推出优化海洋动能新工具

研究人员开发出了一种新工具，用于协助设计基于海洋的流体动能项目。

北卡罗来纳州立大学（NC State）团队的这一工具有助于改进技术和评估风险，这对于商业项目获取批准和资金而言至关重要。

海洋流体动能装置能够借助海洋的波浪、海流和潮汐的机械能来发电。

‘我们期望我们的模型能够助力推进成功的海洋流体动能能源项目和技术，为可再生能源作出有意义的贡献，’北卡罗来纳州立大学土木、建筑和环境工程副教授、该研究论文的合著者安德森·德·奎罗斯（Anderson de Queiroz）在一份声明中说道。

由太阳能和陆上风力主导的可再生能源的部署预计将会增加。

包括海洋水动力装置在内的海上可再生能源也有望实现能源来源的多样化。

据该团队所说，海洋水动力技术展现出作为未来可持续能源组合关键贡献者的潜力。

然而，同样为这些设备发电提供助力的洋流和海浪在飓风和热带风暴等极端天气事件期间也可能构成风险。强风和巨浪可能损坏这些设备，甚至可能致使它们从系泊处和锚定系统中脱离。

此外，海洋流体动能项目的启动成本颇高。“如果开发商提议一个海洋流体动能项目，它将需要申请许可证并获得保险——而这两件事都将要求开发商进行强有力的风险评估。这便是脆弱性曲线估计能发挥作用的地方，”北卡罗来纳州立大学土木工程与建筑教授、该论文的合著者莫·加布尔在一份声明中说。

风险评估需要弄清楚海洋流体动能设备在从海底脱离之前所能承受的力的大小。据研究人员称，脆弱性曲线通过估计设备在其系泊系统失效并导致损坏之前能够承受飓风或风暴的力来提供此信息。

研究人员已经开发了支持海洋水动力项目的软件，重点在于海流涡轮机。该工具旨在实现两个关键目标。

首先，它允许用户估算其特定项目的脆弱性曲线。这有助于评估系统在发生故障之前能够承受多大的力。

其次，该软件包括水动力模拟功能，使用户能够直观地了解他们的系统如何对各种海流和风速做出反应。这种模拟对于优化更具弹性的设备和系泊系统的设计至关重要。

该团队宣称，通过输入诸如洋流、风速和设备规格等数据，用户可以确定在给定地点系统脱离系泊的可能性，并评估其技术能够承受的力阈值。这个工具能够帮助风险评估和系统设计改进。

“例如，您可以使用此工具来确定您的设备在百年一遇的风暴中是否可能从其锚定和系泊系统中松脱，”德奎罗斯表示。

该工具还可用于在模拟里对设备或系泊系统进行调整，直到其能够承受百年一遇的风暴。有了这些信息，用户可以设计一个满足能够承受此类极端条件所必需的支撑能力的系统。

研究人员计划在 GitHub 平台上无偿发布此软件程序。

德奎罗斯说：“我们期望我们的模型能够助力成功的海洋流体动能能源项目和技术的推进，为可再生能源作出有意义的贡献。”

该团队的研究细节在《应用海洋研究》杂志上发表。