VÅGLABORATORIET
Utforska hur vinden formar havet.
Se vågorna — och kraftfältet under ytan.
Beräknar havets vågspektrum…
Vågkraft / volym
Vågornas storlek och våglängder beräknas från vinden. Detta är en idealiserad havsyta, inte en väderprognos.
Dra för att rotera · nyp eller rulla för att zooma · för pekaren över havet för mätvärden
Tre bottenfasta vindkraftverk · Ø 154 m rotor · 100 m navhöjd. Rotation och stormstopp följer den beräknade vinden vid verken. Se alla effektvärden och driftlägen ↓
6 förankrade bojar. Välj ”Vågkraft” för närbild av deras rörelse. Se vågkraftens mätvärden ↓
VÅGKRAFT · PUNKTABSORBENTER
Alla 6 bojar · varierar genom vågcykeln
Sedan ”Börja om” · simulerad tid
Exponentiell utjämning · tidskonstant 10 s
Djupvattenapproximation · inte elproduktion
Bojen drivs upp och ned av vattnet. Kraftuttaget bromsar rörelsen mot en förankring i botten och omvandlar en del av arbetet till el i båda rörelseriktningarna. Välj en boj för närbild, eller prova att koppla ur generatorerna i inställningarna.
| Vågkraftverk | Höjdrörelsem · relativt viloläget | Hastighetm/s · + uppåt | EleffektkW · just nu | EnergikWh | Driftläge |
|---|---|---|---|---|---|
| — | — | — | — | Startar… | |
| — | — | — | — | Startar… | |
| — | — | — | — | Startar… | |
| — | — | — | — | Startar… | |
| — | — | — | — | Startar… | |
| — | — | — | — | Startar… |
Generisk, förenklad referensmodell — inte en digital tvilling av CorPower eller uppmätt verkningsgrad. Bojarnas proportioner och detaljer är inspirerade av verkliga C4-bilder. Kraftuttag, massor och effektgränser nedan är uttryckliga antaganden för labben.
Våghöjden samplas i 16 punkter över varje bojs vattenplansyta, direkt från havets Fourierfält. Bojen har en beräknad vertikal frihetsgrad: tröghet, återställande flytkraft, dämpning och generatorns motstånd bestämmer rörelsen. Vi låter inte bojen bara kopiera vattenytans höjd.
q är bojrörelsen och η̄ vattennivån medelvärdesbildad över vattenplanet. Meff = 120 + 180 ton (boj + antagen medsvängande vattenmassa). K = ρgπr² ≈ 640 kN/m, med ρ = 1 025 kg/m³ och r = 4,5 m. Br = 100 kNs/m. Visköst motstånd är 18 000|q̇|q̇ N.
Viloläget antar en förspänd förankring som balanserar nettolyftkraften. Det ritade ankaret ligger på 50 m djup; djupet och den raka linan är illustrativa. Förtöjningslaster beräknas inte.
WEC-Sim · rörelsemodell och kraftuttag ↗Spektralt Hₘ₀ = — m och energiperiod Tₑ = — s kommer från samma vågspektrum. Energiflödet är J ≈ ρg²Hₘ₀²Tₑ/(64π). Det är energi per meter vågfront, inte en verkningsgrad eller energi som hela bojen automatiskt kan fånga.
Höjdförstoring och vågornas visuella sidoförskjutning följer med bojen i bilden, men påverkar aldrig effektberäkningen. Välj höjdförstoring 1× för rörelse i korrekt skala.
Kraftuttaget använder FPTO = BPTOq̇, begränsat till ±600 kN. Standardmotståndet är 220 kNs/m. Antagen mekanisk–elektrisk verkningsgrad är 85 %; levererad effekt begränsas till 300 kW per boj. Resterande absorberad effekt räknas som förlust, inte som el.
Elenergin integreras över simulerad tid. Paus stoppar räknaren. Fjäderns lagrade energi räknas inte som ny elproduktion; en avklingande boj kan däremot lämna kvarvarande rörelseenergi till generatorn även efter ett byte till stiltje.
Antagna slaggränser är ±3,5 m. Skyddsläge kopplar bort elproduktionen när Hₘ₀ når 6 m. Återstart kräver högst 4,5 m i 30 simulerade sekunder. Dessa gränser är inte CorPowers specifikationer.
Modellen saknar frekvensberoende hydrodynamiska koefficienter, aktiv fasstyrning, strålningsminne, brytande vågor, full förtöjningsdynamik och återkoppling till havet. Bojarna skuggar inte varandra. Den ersätter varken WEC-Sim, konstruktionsberäkningar eller verkliga provdata.
CorPower Ocean · fotografier av boj och förankring ↗CorPower Ocean · referens för diameter och effektklass ↗VINDKRAFT · SIMULERADE VÄRDEN
Summa vid generatorerna · högst 18 MW
Sedan ”Börja om” · simulerad tid
U₁₀ = 11,0 m/s → U₁₀₀
Jämfört med samma verk utan vindskugga
| Vindkraftverk | Rotorvindm/s · kubiskt medel | EleffektMW | RotorkraftkN · stationär | Varvtalr/min | Driftläge |
|---|---|---|---|---|---|
| — | — | — | — | Startar… | |
| — | — | — | — | Startar… | |
| — | — | — | — | Startar… |
Modellvärden, inte sensordata. Effekten följer en dokumenterad kurva för SWT-6.0-154. Rotorkraften avser den aerodynamiska kraften i vindriktningen under drift; streck betyder att lasten inte beräknas för ett parkerat verk — inte att vinden saknar kraft.
Originaltabellen i Pondera Consults rapport (2016, s. 5) anger Siemens som källa. Vi interpolerar effekt och Cₜ mellan vindstegen. Referensdensiteten är 1,225 kg/m³. Generatortapp ingår redan i eleffektkurvan; inga ytterligare nät- eller kabelförluster har dragits av.
Pondera / Siemens · originaltabell i PDF, s. 5 ↗Vindprofilen U(z) = U₁₀(z/10)α samplas i 192 lika viktade punkter över rotorn. Urotor = ⟨U³⟩1/3 används för effekten. Densiteten korrigeras med Uekv = Urotor(ρ/1,225)1/3. Om denna korrigering hamnar under tabellens första punkt används en kubisk extrapolation. Rotorkraften är T = ½ρACₜ⟨U²⟩, där A = π · 77² m².
NREL · havsbaserad vind och skjuvningsexponenten 0,11 ↗Jensens förenklade vindskuggemodell använder verkens faktiska inbördes avstånd i scenen, Cₜ-kurvan och en vakutvidgning på 0,04. Rotoröverlapp samplas över skivan; flera hastighetsunderskott kombineras kvadratiskt. Parken är kompakt, så särskilt närvak och partiella överlapp är osäkra.
Vi antar start vid 3 m/s och stopp från 25 m/s lokal navvind. Efter storm krävs högst 22 m/s under 60 simulerade sekunder. Effekt och varvtal jämnas ut med 8 sekunders tidskonstant; elproduktionen bryts direkt vid stopp. Varvtalet följer ett antaget löptal på 7, begränsat till 5–11 r/min under drift. Återstart, utjämning, bladvridning och varvtalsmodell är våra antaganden, inte tillverkarens styrsystem. Parkerade verk ger ingen modellerad vindskugga.
Kurvan beskriver stationära förhållanden, inte momentana vindbyar. Modellen saknar turbulens, atmosfärisk stabilitet, fullständig strömningsberäkning, elastiska blad, utmattning och våglaster. Energin är integrerad modellproduktion, ingen årsprognos. Använd inte värdena för dimensionering.
NREL / FLORIS · Jensens vindskuggemodell ↗En anpassning av David Lis spektrala havsmodell kombinerar vågor med många längder och riktningar. Vinden styr spektrumets energi och dominerande våglängd. En FFT omvandlar spektrumet till en sammanhängande vattenyta.
Modellen antar idealiserad, utvecklad vinddriven sjö på djupt vatten. Ett scenariobyte väljer ett nytt sjötillstånd; det visar inte hur havet byggs upp efter en vindändring.
David Li · källkod ↗MIT-licens och erkännande ↗Kraftkartan visar ρg|∇η|, ett linjärt ytnära mått på horisontell tryckkraft per vattenvolym i N/m³. Tryckkartan visar |ρgη| vid medelvattennivån i första ordningens vågteori. Detta är inte den totala kraften på ett fartyg eller en vägg.
Fält och mätvärden kommer från samma vågspektrum som ytan, före den visuella förskjutningen av kammarna. Havsvattnets densitet är 1 025 kg/m³. Hₛ beräknas som fyra gånger standardavvikelsen i utsnittets ytnivå.
Vindklasserna följer SMHI:s m/s-gränser. Lätt vind motsvarar här svag vind. Orkan betyder vind av orkanstyrka, inte att en tropisk cyklon simuleras.
Det periodiska utsnittet kan inte innehålla vågor längre än sin egen sida eller mindre än rutnätet upplöser. Vindens varaktighet, stryklängd och kustförhållanden ingår inte. Därför är våghöjden ett modellvärde för utsnittet, inte en prognos.
SMHI · vindskalor ↗3D-modellerna utgår från Siemens SWT-6.0-154 i Westermost Rough: 154 m rotordiameter, 75 m blad och ungefär 177 m till högsta bladspetsen. Torn, maskinhus och servicedetaljer är fotobaserade approximationer, inte tillverkarens konstruktionsritningar.
Vinden passerar bladens vingprofiler och ger upphov till aerodynamiska krafter som driver rotorn. I analysvyerna visar ljusa, rörliga spår luftens riktning genom rotorernas svepyta. Spåren följer vindreglaget och pausas tillsammans med havet.
Fundamenten är bottenfasta. Parkplaceringen är illustrativ och kompakt. Vindprofil, effekt och rotorkraft uppskattas i beräkningsmodellen ovan. Luftspår och bladvridning är schematiska. Turbulens, elastiska rörelser och våglaster på fundamenten beräknas inte. Höjdförstoring förstorar enbart vågorna.
U.S. Department of Energy · så fungerar vindkraft ↗Ørsted · Westermost Rough, mått och referenser ↗Ørsted · foto av fundament och serviceplattform ↗