Crestwing   Development   Vision   Status                        Home   Company Contact

 

 

 

Udviklingen af ​​danske WEC'er (Wave Energy Converter-bølgeenergi koncepter) begynder typisk med test af meget små test modeller i AAU bølge tanken typisk i en skala 1:40 og 1:50. Fra disse små modeller fortsættes som regel direkte med offshore test (i Nissum Bredning) i en skala 1:10. Som det har vist sig i praksis et meget dyrt, tidskrævende og ineffektiv procedure. Test af bølgekraftanlæg har været fokuseret omkring Aalborg Universitets testfaciliteter og dets kapacitet for videreudvikling af koncepter gennem off shore-test ved Nissum Bredning og Hanstholm.

Waveenergyfyns erfaring med udviklingsarbejde (både fra den vedvarende energisektor og ikke mindst erfaringerne fra Odense Stålskibsværft) har gjort det naturligt med en maritim tilgang til udvikling af bølgeenergi koncepter.

Frederikshavn har historisk set været et maritimt center, men har kun en ubetydelig andel i udvikling og konstruktion af de nuværendebølgeenergi koncepter. Med kendskab til Frederikshavns status på det maritime område, var det naturligt for os at kontakte Energibyen Frederikshavn tilbage i 2009. Vi har siden haft en intensiv og godt samarbejde, hvor der i samarbejde med Energy byen er etableret et tværfagligt konsortium samarbejde
med en række maritime virksomheder i Nordjylland.

Flyderkonceptet Crestwing er i princippet to sammen hængslet pramme, hvorfor hoved strukturen betragtes som uproblematisk af konsortiet. Fokus er rettet mod tre områder: hængsel, PTO system (Kraftudtag) og forankring.

 

Forankring og hængsel

Forankring og hængsel er gennemtestet under testene på DHI og i øjeblikket testes der offshore i en skala på 1:5 på site ud for Frederikshavn. På Frederikshavn siten bliver konceptet afprøvet i et bølgemiljø, der svarer til de bølgetilstande den kommende prototype vil blive belastet med (skala betragtet).


 

Power take off (PTO)

Power take off (PTO) systemet er testet i hysteres (elektromagnetisk bremse) version på DHI og på Frederikshavn siten, mens test med el generator afventer ombygning af PTO systemet og etablering af målearrangement. Crestwings PTO system er mekanisk designet med sigte på opnåelse af en PTO effektivitet, som kan matche vindmøllernes PTO effektivitet.

Waveenergyfyn har via energinet.dk i flere år forsøgt at få en testbench for PTO systemer etableret på AAU. Vi er nu i partnerskab med WaveStar og AAU, som har modtaget støtte til en prøvebænk.

 

Crestwing konceptudvikling

Vi har ansøgt om midler til design til en 40 m Crestwing for udlægning på site ved Hanstholm (DanWEC) Vi forventer følgende udvikling.

Overall Development Plan for Crestwing Concept

 

 

Test af Crestwing energi converter på Aalborg Universitet

Den første officielle test af Crestwing konceptet blev udført på AAU i perioden 13-03-08 til 30-02-09 og blev udført af Jens Peter Kofoed og Michael P. Antonishen AAU i samarbejde med Henning Pilgaard Waveenergyfyn.

Waveenergyfyn afrapportering omfatter dels AAU 2008/2009 dels slut rapport fra Waveenergyfyn ”CrestWing-2-test fase” og dels ”Undersøgelse Rapport CrestWing Wave EnergyDevice-2. fase test” fra AAU.

 

Status Test af Crestwing energikonverter på Aalborg Universitet

Status teori om atmosfæriske påvirkninger

Under de indledende test på AAU blev der gennemført test med variation af anlægs vægten for påvisning eller afvisning af teorien om atmosfære trykkets virkning på anlægget. Vægten af modellen blev testet i intervallet fra 17,5 til 40kg. Hvis systemet arbejdede ud fra Archimedes fortrængnings princip ville kraften fra den nedadgående ponton være stigende med ponton vægten. Testforløbet viste at anlægsvægten havde ingen eller ringe indflydelse på anlæggets effektivitet.



Konceptet har udviklet sig under test forløbet i forhold til det oprindelige design og erfaring, men princippet om udnyttelse af det atmosfæriske tryk er fortsat central for Crestwings funktion.

 

Status for Crestwings evne til at absorberer energi fra bølger.

Crestwing blev testet på AAU gennem to forløb fra 13. marts 2008 til 1. marts 2009 hovedsagelig i irregulære 2D bølger.

Anslået effektivitet efter den anden cyklus (December2008), baseret på det forududviklede koncept og optimering af skala (Power Matrix) har løftet absorber effektiviteten med 50 %, således at Crestwing effektivitet antages at ligge i intervallet 40 til 50 %.


Anslået energi produktion efter den anden cyklus(December2008), baseret på detail udvikling af konceptet og især på optimering af skalaen (PowerMatrix), har løftet den potentielle årlige energi produktion for et fuldskala anlæg i Nordsøen til approx. 1000 MWh.


Sammenfattende er konklusionen positiv med et test resultat der viser, at Crestwing konceptet er blandt de mest effektive flyderkoncepter World Wide.

 

 

Test af Crestwing energi converter på DHI, Hørsholm, Danmark

PSO-projektet "The Crestwing final test" PSO F& U-projekt nr. 10.465 blev gennemført fra februar 2010 til marts 2011 foretaget af Bjarne Jensen M. Sc. Eng. Hydraulickonstruktioner og CFD ekspert Port & Offshore Technology, DHI i samarbejde med James Russell Brice seniorskibsingeniør KEH og maskiningeniør Henning Pilgaard Waveenergyfyn.

Waveenergyfyns afrapportering omfatter dels slutrapport fra Waveenergyfyn ”projekt Crestwing final test "PSO R &U-projekt nr. ​​10465 ” og dels DHI´s rapport ” Crestwing Wave Energy Converter 3D WaveTank model forsøg”.

 

Status Testing the Crestwing energy converter at DHI, Hoersholm, Denmark

 

Status test af Crestwing energi converter på DHI, Hørsholm, Danmark

Status på teorien om det atmosfæriske tryk

De fleste flydende koncepter for bølgeenergi opererer med kræfter fra opdrift af den opadgående bevægelse hvor anlæggets nedadgående bevægelse er sikret ved en høj ponton vægt. Med Crestwing opnås den nedadgående bevægelse gennem effekten af ​​det atmosfæriske tryk og ikke af ponton vægten, hvilket giver en let ponton med en stor opadgående bevægelse, med en efterfølgende stor og kraftfulde nedad bevægelse.

Funktionen blev demonstreret i de indledende forsøg i AAUs bølge tank i 2008, hvor ponton vægtens indflydelse på anlæggets effektivitet blev undersøgt. Ponton vægten viste ringe eller ingen effekt på effektiviteten.

Under testproceduren på DHI i 2010, blev trykforholdene under pontonerne målt for, at teste om det anslåede negative tryk eller vakuum under hængslet var til stede.

Måling af trykket under pontonerne bekræftede de estimerede trykforhold og dokumenterede, at det er det atmosfæriske tryk, der sikrer pontonernes nedadgående bevægelse.


 

Status power take off

PTO systemet under DHI test kørslen var baseret på bygning af ​​en fælles ramme for en gradvis udbygning af systemet. Det første skridt var opbygning af ​​et lineært gear med skivebremse til brug i Phase1(fortøjning test). Under hovedtest forløbet var PTO systemet udstyret med hysteresebremse (elektromagnetisk) og svinghjuls arrangement.

PTO systemet med hysteresebremse /svinghjuls arrangement var kontrolleret og styret fra kommandobroen. Konceptet med hysteresebremse gav en god simulering af et el producerende PTO system. PTO systemet var i en 5:1 skala i forhold til modellen.

Power take of systemets gear og skala blev efterfølgende testet i prøve bænk.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Status for Crestwings evne til at absorberer energi fra bølgerne.

Testperiodens fase 4 var optimeret baseret på erfaringerne fra de foregående tre faser, og de resultater der præsenteres her er lavet ved hjælp af Power Matrix Vorupør. Vorupør Fase 4 test nr. ​​290.289.291 var kendetegnet ved kun at være forankret fra frontponton i øvrigt er de fleste test udført med forankring fra frontponton.



Energiproduktionen er baseret på en PTO virkningsgrad på 85 %, hvilket er det niveau, vi forventer at opnå med den nuværende mekaniske PTO system.



Vi skønnede energiproduktion fra tre steder Hanstholm Hornsrev og BillaCroo site.

 

Status for Crestwings økonomi.

Anslået kapitalinvesteringer


I løbet af sommeren 2010 gennemførtes en pre-design af en prototype i fuld skala Hanstholm. Herunder udarbejdedes der en beregning ¨på kostprisen baseret på tilbud på hovedposterne; skrog, PTO system og el-afregningspris. Prototypen forudsattes bygget i composite og bygget i Danmark baseret på dansk arbejdskraft.

Estimeringen var baseret på en anlægs længde på 60m og er op/ nedskaleret med en skala potens på 2,5, fundet ved at afbalancerede enkelte budgetposter.

Ved estimering af stål versionen er der kun justeret i prisen på skroget og dels på materiale - og lønomkostninger i forhold til en composite version.



Estimeret simpel tilbagebetalingstid

 

 

De estimerede simple tilbagebetalings tider baseredes på en afregningspris for den producerede elektriske energi på 1kr/kW og driftsomkostninger pr kWh på 0,1kr./kWh.

 

 


 

Den estimerede indvirkning på beskæftigelsen

 

I løbet af sommeren 2010 afsluttedes pre-design af en prototype i fuldskala Hanstholm med hoveddimensioner L=60m og B =13,5 m hvor beregningen af beskæftigelses effekten var medtaget.

 

 

 

 

Crestwingfinal test opfølgning offshore

Crestwing skala 1:5 testes på site ud for Frederikshavn i perioden oktober 2011 til juni 2012.

Formålet med projektet "Crestwing final test -opfølgning offshore " er at demonstrere Crestwing offshore med udgangspunkt i den nyligt afsluttede DHI-projekt "projekt Crestwing final test".

Målet med forløbet er test offshore og afrunding af DHI test kørsel 2010/2011. Gennem afprøvning af forankring offshore under indflydelse af strøm og vind, af prøvning af skroget under indflydelse af strøm og vind, afprøvning og justering af det udviklede PTO-system, og endelig afprøvning af det el-producerende PTO- system offshore.

Gennem "Projekt Crestwing final test", er der udviklet et planlægnings og design værktøj, og et af formålene med "Crestwing afsluttende offshore test er kalibrering af dette værktøj.


 

 

StatusTest afCrestwingafsluttende testopfølgningoffshore

Crestwing model Fladstrand har været igennem de første to måneders testperiode med et godt resultat.
Denne første periode var begunstiget af en stærk syd /syd-østvind, der giver det kraftigste bølgemiljø på stedet.

Efter den første test er forankringen tilpasset forholdene på stedet og til den stærke nord nordgående strøm på siten.

Crestwingens evne til at forblive vinkelret på bølgefronten har vist sig at være i overensstemmelse med resultaterne fra DHI testen. Conceptets overlevelses evne er bekræftet.


Crestwing er oppe for at blive udrustet til den endelige of-shore test proces, der finder sted fra marts til august 2012.

Waveenergyfyn Nyborg afd. Kissendrupvej 15 5800 Nyborg / Frederikshavn afd Cilovej 8 9900 Frederikshavn