Las olas del océano representan una fuente abundante de energía renovable. Pero para aprovechar mejor este recurso natural, Los convertidores de energía de las olas deben ser capaces de manejar físicamente olas oceánicas de diferente intensidad sin volcar.

Los investigadores de la Universidad de Texas A&M han desarrollado herramientas analíticas que pueden ayudar a caracterizar los movimientos de los dispositivos de energía de las olas flotantes pero anclados. A diferencia de las complicadas simulaciones que son caras y requieren mucho tiempo, dijeron que su técnica es rápida, pero lo suficientemente preciso como para estimar si los dispositivos de energía de las olas se volcarán en un entorno oceánico en constante cambio.

"Los convertidores de energía de las olas deben aprovechar los grandes movimientos de las olas para generar electricidad. Pero cuando llega una gran tormenta, no quieres una gran ola, movimientos de viento y corriente para destruir estos dispositivos, "dijo el Dr. Jeffrey Falzarano, profesor del Departamento de Ingeniería Oceánica. "Hemos desarrollado herramientas analíticas mucho más simples para juzgar el rendimiento de estos dispositivos en un entorno oceánico dinámico sin necesidad de cantidades masivas de simulaciones o pruebas de modelos físicos que requieren mucho tiempo para ejecutarse y tienen un costo prohibitivo".

Las herramientas matemáticas se describen en línea en la revista. Barcos y estructuras costa afuera en julio.

Los dispositivos de energía de las olas funcionan en dos modos. En "modo normal, "convierten la energía de los maremotos en electricidad. Así, este modo determina en gran medida si el diseño del dispositivo de energía de las olas es económicamente eficiente. Sin embargo, en modo "supervivencia", o cuando las ondas incidentes causan grandes movimientos en los dispositivos de energía de las olas, el rendimiento de los dispositivos de energía de las olas está determinado en gran medida por un sistema de amarres que anclan los dispositivos a una ubicación en el fondo del cuerpo de agua.

Los amarres pueden ser de varios tipos, incluyendo muelles y boyas de fondeo, y puede disponerse en diferentes configuraciones. Además, hay variaciones considerables en la forma de los dispositivos de energía de las olas, hacer la predicción de si el dispositivo se volcará no es trivial.

"Los barcos vienen en una variedad de formas y tamaños; buques cisterna, por ejemplo, son muy diferentes de los barcos pesqueros u otros barcos militares. Estas diferentes geometrías afectan el movimiento del barco en el agua, "dijo Falzarano." De manera similar, la forma de los dispositivos de energía de las olas puede ser bastante diversa ".

Para el análisis, Hao Wang, Estudiante de posgrado de Falzarano, utilizó un dispositivo cilíndrico de energía de las olas. Esta forma genérica permitió a los investigadores simplificar el problema de la predicción y ampliaron su análisis a otros convertidores de energía de las olas de forma similar. También consideró tres configuraciones de amarre.

Hao utilizó dos métodos analíticos, los enfoques de Markov y Melnikov, para predecir los riesgos de volcarse bajo excitación aleatoria. Más específicamente, utilizando información de la geometría del dispositivo de energía de las olas, la configuración del sistema de amarre y las propiedades del maremoto, los métodos producen un gráfico que contiene una región envolvente. Intuitivamente, si las olas son realmente grandes, como durante una tormenta, y el barco flotante se escapa de este sobre, es probable que se produzca una rotación.

Los investigadores notaron que aunque los modelos analíticos eran completamente diferentes, dieron casi los mismos resultados, validando su mérito y veracidad. También dijeron que su enfoque matemático se puede aplicar para evaluar el rendimiento de otros dispositivos flotantes, como turbinas eólicas flotantes.

"La plataforma para una turbina eólica flotante es la misma que la de los dispositivos de energía undimotriz, y por lo tanto, las turbinas flotantes también pueden girar o girar si las olas son muy altas, ", dijo Falzarano." Mi grupo ha sido líder en el desarrollo de métodos para predecir la estabilidad de los barcos. Ahora estamos estudiando la aplicación de esos enfoques a las energías renovables, dispositivos de energía flotante ".