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2019-08-09 10:52:32

IIT Madras NIOT研究人員開發渦輪機將波浪能轉換為電能

這項研究由海洋工程系副教授Abdus Samad在IIT Madras領導,他致力于從海浪中提取能量。

最近由IIT Madras的Abdus Samad小組與國家海洋技術研究所(NIOT)合作進行的研究由印度政府地球科學部資助

印度理工學院(IIT)馬德拉斯和國家海洋技術研究所(NIOT)的研究人員正致力于開發能夠利用海浪發電的更好的渦輪機。他們最近關于渦輪腔耦合的研究已發表在著名的同行評審的國際能源研究期刊上。

能源需求的增長是二十一世紀全球經濟甚至生存中最具挑戰性的問題之一。隨著化石燃料儲量的減少和對污染問題的認識不斷提高,現在迫切需要開發可再生能源。

關于研究:

這項研究由海洋工程系副教授Abdus Samad在IIT Madras領導,他致力于從海浪中提取能量。Abdus Samad及其研究團隊的工作旨在實現印度政府的可再生能源和氣候變化目標。

最近由IIT Madras的Abdus Samad小組與國家海洋技術研究所(NIOT)合作進行的研究由印度政府地球科學部資助,并致力于改進用于波浪能量收集的設備和機器。

Abdus Samad強調了這項研究的應用,他說,“雖然太陽能和風能已成為可再生能源研究的旗艦,但這些選擇并不是唯一直接無限的動力源。印度漫長的海岸線和許多河口和海灣提供了充足的機會。在印度政府海洋開發部的支持下,印度尼西亞海洋工程部的海洋工程部門一直在努力使波浪能源自1983年以來更接近現實。“

誰在研究團隊?

該研究小組由來自IIT Madras海洋工程系的Aravind George,Suchithra Ravikular,R Ananthnarayan和Abdus Samad組成。喬治是該論文的第一作者,他現在在澳大利亞墨爾本大學攻讀博士學位。另一方面,科學家Prasad Dudhgaonkar,Biren Patnaik和Purnima Jalihal來自NIOT。Jalihal是NIOT能源和淡水集團的負責人。

實現實用波浪能的挑戰:

實現實際波浪能的挑戰在于,雖然波浪擁有豐富的能量,但它們也是不穩定的,海洋具有作用于能量裝置的不可預測的力。從波浪中有效地回收能量取決于改善將不一致的波浪運動轉換成電力的裝置的性能。

對此進行闡述,Abdus Samad說:“波浪能量收集渦輪機通過稱為振蕩水柱的裝置捕獲海浪周期性上下運動的能量。一種稱為脈沖渦輪機的渦輪機連接到發電機,該發電機轉換機械能量轉化為電能。渦輪機利用設備中波浪產生的高速空氣射流的能量。“

渦輪的空氣動力學性能:

渦輪機的空氣動力學性能在波到線轉換效率中起主要作用。波浪能吸收的流體動力學過程與渦輪機的空氣動力學過程之間的耦合受到振蕩水柱中的壓力與通過渦輪機的氣流速率之間的相互作用的影響。

這種相互作用被稱為阻尼效應。波的可變性引起變化的渦輪速度,進而影響阻尼。Abdus Samad和他的團隊分析了連接到振蕩氣流試驗臺并經受不同轉速的渦輪機的運行特性。

在最近發表的論文中,該團隊根據渦輪機的加速和減速情況,提出了壓降和壓力系數的變化以及試驗臺的阻尼特性。實際上,它們呈現出渦輪室耦合的特征。

Abdus Samad團隊的這項工作為波浪能領域的未來研究提供了良好的發射臺。這種未來的研究將檢查渦輪機的功率輸出,渦輪機平均效率和腔室效率,以更詳細地關聯渦輪機腔室耦合,這將有助于設計更有效的波浪能量收集裝置。

渦輪機是波浪能系統的核心,通過流體動力學分析,實驗系統開發,設計和測試,進行了大量的研究工作。為了克服從頭開始到海洋測試的過程中遇到的挑戰,花了7年時間和超過二十多名研究人員的工作。

正在開發的渦輪機用于NIOT開發的浮動和固定波裝置。流體動力學,浮體動力學,海上相關方面以及渦輪發電機模塊與設備的集成都由NIOT完成。

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