중국 연구원들은 선박이 바다를 이동할 때 선박의 부양, 구르기 및 피칭 동작에서 에너지를 수확하기 위해 "기복 발진기"를 사용하는 동시에 모션 댐퍼 역할을 하여 안전성을 향상시키는 움직이는 파도 에너지 변환기가 될 수 있다고 말합니다.
현재 개발 중인 부유파력에너지 발전기는 셀 수 없이 많지만, 대부분의 작업시간을 파도 속에서 보내는 선박에 사용되는 경우는 많지 않습니다. 그리고 선박의 에너지 저장은 탈탄소화 과정에서 극복하기 가장 어려운 장애물 중 하나가 되고 있습니다. 선박보다 전기를 생산하는 것이 더 좋은 곳은 어디입니까?
상하이 선박 운송 과학 연구소(Shanghai Institute of Ship Transport Science)의 연구원들은 화물선 갑판 아래에 설치하여 화물 공간을 보호하는 동시에 선체에 의해 해수로부터 격리되는 이중 몸체 포인트 흡수 시스템을 제안했습니다.
이 장치는 상부와 하부가 보트에 견고하게 고정된 프레임과 상하로 움직일 수 있는 레일 위에 발진기 몸체, 발진기를 매달기 위한 스프링, 바닥과 발진기 하부에 연결된 유압실린더로 구성된다.
발진기가 보트 및 고정 프레임을 기준으로 위아래로 미끄러지면 유압 실린더가 유압 동력인출 장치를 통해 오일을 펌핑하여 에너지를 생성합니다. 한편, 발진기는 물로 채워져 있지만 무게를 변경하기 위해 물을 더하고 빼는 시스템을 갖추고 있습니다. 이는 오실레이터의 무게를 줄여 선체 구조에 가해지는 응력을 줄일 수 있는 극한 날씨에 특히 편리합니다.
이 설계를 통해 발진기는 "선박이 흔들리거나 굴러가거나 피치 동작을 할 때 슬라이딩 막대를 따라 움직일 수 있어" 세 가지 다른 동작 축에서 에너지를 생성할 수 있지만, 이전 설계는 하나 또는 두 개의 동작 축에서만 에너지를 생성할 수 있었다고 연구진은 말했습니다.
연구팀은 시뮬레이션 테스트를 위한 시스템 모델을 구축하고 다양한 속도, 파도 각도 등에서 시스템 성능을 확인하기 위해 일련의 테스트를 수행했습니다. 연구 결과에 따르면 파도가 90도로 굴러가며 선박 측면에 직접 영향을 미치는 파도 바다에서 에너지 포집 효율이 가장 높은 것으로 나타났습니다. 이 경우 시스템은 "특정 파동주기 내에서 축대칭 점흡수체의 이론상 최대 흡수전력의 90.71%에 도달할 수 있다"고 한다.
연구팀은 RechargeNews에 웨이브 박스 테스트를 위한 시스템의 다음 프로토타입을 계획하고 있으며 동일한 시스템이 다른 해양 구조물로 "쉽게 확장 가능"하다고 말했습니다.
연구에서 조사하지 않은 한 가지 질문은 시스템이 한 번에 평균적으로 얼마나 많은 전력을 전달할 수 있는지였습니다. 이는 공간 고려 사항과 함께 이러한 시스템이 널리 채택될 수 있는지 여부의 핵심이 될 것입니다.
이번 연구는 재생에너지 저널(Journal Renewable Energy)에 공개적으로 게재됐다.