Onderzoekers van de Universiteit van Texas ontwikkelen diepzee-windturbinebladen

Dr. Todd Griffith, universitair hoofddocent werktuigbouwkunde, demonstreert zijn bladontwerp voor een offshore drijvende windturbine. Griffith leidt een team van UT Dallas-onderzoekers en medewerkers om een ​​prototype voor de turbine te bouwen. Bron | Universiteit van Texas in Dallas

Universiteit van Texas in Dallas (UT Dallas) universitair hoofddocent werktuigbouwkunde Dr. Todd Griffith en zijn team hebben een subsidie ​​van $ 3,3 miljoen ontvangen van het Amerikaanse ministerie van Energie om een ​​prototype te ontwikkelen van hun drijvende offshore windturbineontwerp voor het omzetten van diepzeewinden in elektriciteit.

De nieuwe subsidie ​​maakt deel uit van een Advanced Research Projects Agency-Energy (APRA-E) award van $ 26 miljoen die 13 projecten financiert om drijvende offshore windturbinetechnologieën te versnellen door middel van de Aerodynamic Turbines, Lighter and Afloat, met Nautical Technologies en Integrated Servo-Control (ATLANTIS). ) programma.

Het ministerie van Energie schat dat staats- en federale wateren langs de Amerikaanse kusten en de Grote Meren twee keer zoveel energie kunnen opwekken als alle elektriciteitscentrales van het land samen. Een van de grootste belemmeringen voor het oogsten van die energie zijn de hoge kosten van het plaatsen van windturbines in dieper water, waar drijvende platforms nodig zijn. Het project van Griffith is gericht op het verlagen van de kosten en het overwinnen van uitdagingen bij de installatie en aansluiting op bestaande energienetwerken met onderwaterkabels.

Het ontwerp van de windturbine met verticale as van Griffith, in tegenstelling tot traditionele driebladige windturbines met horizontale as, vereist verticale bladen die rechtop staan ​​op een platform dat deels boven het oceaanoppervlak en deels eronder zit. Het platform is met kabels aan de zeebodem bevestigd in plaats van rechtstreeks aan de zeebodem verankerd, onder oceaandiepten van minstens 200 voet.

Volgens het ontwerp zouden de turbinebladen tussen de 600 voet en 700 voet boven het oceaanoppervlak stijgen, maar tot 900 voet kunnen reiken.

Griffith begon in 2009 met het onderzoeken van ontwerpen van windturbines met verticale as toen hij een van de belangrijkste technische staf en offshore technisch leider was bij de afdeling Windenergietechnologieën van Sandia National Laboratories (Albuquerque, N.M., VS). Hij kwam in 2017 bij UT Dallas.

Onder de nieuwe subsidie ​​zal het UT-team van Dallas bestaan ​​uit doctoraatsstudenten, postdoctorale onderzoekers en Dr. Mario Rotea, de Erik Jonsson-leerstoel en hoofd werktuigbouwkunde, die de controlesystemen van het project zal leiden. Door middel van een proces genaamd control co-design, zei Rotea dat hij zal werken aan de ontwikkeling van de subsystemen die nodig zijn om het meeste vermogen te onttrekken met de minste inspanning van de turbine, waaronder het beheersen van de krachten op de bladen en de snelheid van de turbine bij veranderende weersomstandigheden.

Het onderzoek is volgens Rotea van cruciaal belang voor het uitbreiden van het gebruik van windenergie in de Verenigde Staten, vooral in kustgebieden. Het enige commerciële offshore windproject van het land, dat in 2016 online kwam, is het Block Island Wind Farm, ongeveer 6,4 km voor de kust van Block Island, Rhode Island.

UT Dallas-onderzoekers werken samen met de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign en zakelijke partners Aquanis Inc., VL Offshore en XFlow Energy.

"Voor mij is dit een kans om geweldig onderzoek te doen met een geweldig multidisciplinair engineeringteam", zegt Griffith. “We brengen constructief ontwerp, aerodynamica, besturingssystemen, drijvende systemen, economie en installatieprocedures samen. Het is een echt technisch probleem op systeemniveau. Ik ben gewoon opgewonden dat ik deze ongelooflijke groep mag leiden om al deze technologie samen te brengen om de visie van het ATLANTIS-programma te realiseren."