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新型无水大振幅运动平台可模仿海浪

日期:2022-02-07 16:32:10  来源:互联网

在飞行员飞上真实的天空之前,他们必须首先掌握虚拟的天空。幸运的是,有一种能力可以做到这一点:飞行模拟器可以复制空中飞行的过程——包括各种波涛汹涌的天气和湍流——这样飞行员就可以在安全、坚实的地面上进行练习。

美国国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员最近安装了一项技术,可以复制另一种波涛汹涌的环境:海洋。该实验室的新型大振幅运动平台(简称LAMP)就像海上能源技术的飞行模拟器。借助LAMP,研究人员可以了解波浪能设备以及海上风力涡轮机和浮动太阳能电池板如何在海洋上发挥作用,而这一切都来自内陆科罗拉多州的安全。


【资料图】

NREL水力技术小组的研究工程师丽贝卡·福(RebeccaFao)表示:“LAMP可以像在海洋中移动一样移动海洋设备,在波浪中上下摆动。”

公海试验是海上技术从概念到商业化过程中的关键一步。但试验可能成本高昂、耗时且有风险。如果天气变化或部件出现故障,技术开发人员可能会浪费宝贵的时间(和金钱)派遣船只和潜水员出海救援设备免受极端海浪的影响或修复损坏。

但NREL的LAMP于2023年6月在美国能源部水电技术办公室的支持下安装,可以帮助开发商在冒险冒险之前发现潜在缺陷。

LAMP由荷兰E2M制造,看起来有点像登月舱,拥有宽阔的多足平台。该技术可在室内或室外使用,并支持重达2,200磅(大约相当于一辆小型休闲车)的设备。LAMP顶部安装有海上设备,可模拟六个自由度的海洋运动,这意味着它可以在六个方向上移动,如海洋中的波浪和漩涡,以及高达8英尺的剧烈海浪。该技术可以实时改变所有这些运动,以准确模拟从实际海洋站点提取的数据。

“在LAMP之前,我们传统上是在测功机上进行干测试,”Fao说。

测功机听起来像是笨重的恐龙机器——而且确实如此。技术开发人员可以连接他们的设备的一部分,比如发电机,并将其置于类似海洋的力下,测试它的运行情况,甚至可以持续多久。

但研究人员无法仅用测功机测试设备的每一个部件,而且LAMP无论如何都是更好的海洋模仿器。

NREL还有另一个海洋复制器:波浪池。但该工具是为较小的原型设计的。借助LAMP,研究人员可以对大型甚至全尺寸的设备进行测试。另外,该平台的执行器还有一些技巧:它可以模仿造波池——一种模仿的模仿——使用软件来复制波池的波浪。

但LAMP最大的优点是它的尺寸。

NREL水力小组的机械工程师Dale“Scott”Jenne表示:“我们希望使用LAMP弥补从小水箱到海洋的差距。”Jenne将是第一批使用LAMP来验证其团队的波浪能转换器的人之一,该转换器可以将海水转化为清洁的饮用水。

RickDriscoll是NREL的高级工程师,近十年来一直致力于为实验室采购运动平台。他表示,一旦海洋能源开发商取得了足够的进展,可以建造他们的第一个小型原型,“显然需要在海洋部署之前在受控环境中测试此类系统”。

现在,有了LAMP、波浪池和测功机,NREL的设施就可以满足这一需求。如果原型机能够在LAMP中幸存下来,那么它在海上取得成功的可能性就会大得多。如果不能,开发人员可以在出海之前学习如何改进设计并构建更好、更耐用的版本。

“LAMP将允许采用更完整的设计迭代方法,”Fao说。“这将使研究人员能够以整体、低风险的方式微调其技术的各个方面。”

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