A Preliminary Study and Analysis of Tidal Stream Generators

• Autorzy: Kashem Saad bin Abul , Majid Molla E. , Tabassum Mujahid , Ashraf Azad , Guziński Jarosław , Łuksza Krzysztof

Identyfikatory

DOI

10.12736/issn.2330-3022.2020101

Warianty tytułu

PL

Przegląd i analiza elektrowni pływowych

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

For a sustainable future, tidal energy can play a vital role. Tidal energy relies on the gravitational pull of the Moon and the Sun along with the centrifugal forces created by the Earth. Tidal barrage uses the potential energy from the tide and has been very successful in electricity production. With the help of a turbine, kinetic energy can also be harnessed from tidal currents to generate electricity. However, it is not economically feasible to use this type of technology for large scale production of electrical energy. It is important to note that the development of this technology is still in the early stage. This research paper provides a preliminary discussion of tidal energy generation using a few different technologies. Initial research has been done using Computational Fluid Dynamics and SolidWorks software on the tidal stream generator and tidal barrage system. Some of the key challenges are also identified in terms of the development of the tidal energy conversion system.

PL

W przyszłości dla pozyskiwania energii opartego na zrównoważonym rozwoju istotną rolę może mieć energia pływów morskich. Energia ta jest rezultatem grawitacyjnego oddziaływania Ziemi, Księżyca i Słońca oraz sił odśrodkowych wytwarzanych przez układ Ziemia–Księżyc. Zapory pływowe do produkcji energii elektrycznej wykorzystują energię potencjalną fal. Przy użyciu turbin wodnych do generowania elektryczności można wykorzystać także energię kinetyczną prądów pływowych. Jednak wykorzystanie tego rodzaju technologii do produkcji energii elektrycznej na dużą skalę nie jest na razie ekonomicznie uzasadnione. Należy zauważyć, że rozwój tej technologii jest jeszcze na wczesnym etapie rozwoju. W niniejszym artykule omówiono wytwarzanie energii elektrycznej z pływów morskich przy zastosowaniu różnych technologii. Przeprowadzono wstępne badania symulacyjne przykładowego generatora pływowego oraz zapory pływowej z użyciem programów Computational Fluid Dynamics i SolidWorks. Przedstawiono także niektóre wyzwania związane z projektowaniem i budową systemów konwersji energii pływów morskich.

Słowa kluczowe

EN

renewable energy; tides; sustainable development; tidal stream; tidal lagoon; dynamics; SolidWorks

PL

energia odnawialna; pływy morskie; rozwój zrównoważony; strumień pływowy; laguna pływowa; dynamika; SolidWorks

• Wydawca: ENERGA SA
• Czasopismo: Acta Energetica
• Rocznik: 2020
• Tom: nr 1
• Strony: 6--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kashem Saad bin Abul

• Qatar Armed Forces – Academic Bridge Program, Qatar Foundation, Doha, Qatar

autor

Majid Molla E.

• Academic Bridge Program, Qatar Foundation, Doha, Qatar

autor

Tabassum Mujahid

• Higher College of Technology, Muscat

autor

Ashraf Azad

• Dept. of Chemical Engineering and Process Technology, College of North Atlantic, Qatar
• Professor of Qatar University

autor

Guziński Jarosław

• Gdańsk University of Technology, Electrical and Control Engineering Faculty

autor

Łuksza Krzysztof

• Gdańsk University of Technology, Electrical and Control Engineering Faculty

Bibliografia

• 1. Hammons T.J., Tidal power, Proceedings of the IEEE, Vol. 81, 1993, pp. 419–433.
• 2. Ross R., Tidal Stream Generator, ed: Google Patents, 2012.
• 3. Rourke F.O., Boyle F., Reynolds A., Tidal energy update 2009, Applied Energy, Vol. 87, pp. 398–409, 2010.
• 4. Miller G.R., The flux of tidal energy out of the deep oceans, Journal of Geophysical Research, Vol. 71, 1966, pp. 2485–2489.
• 5. Bowley W.W., Underwater power generator, ed: Google Patents, 1983.
• 6. Blanchfield J. et al., Tidal stream power resource assessment for Masset Sound, Haida Gwaii, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy, Vol. 222, 2008, pp. 485–492.
• 7. Salter S., Taylor J.M., Vertical-axis tidal-current generators and the Pentland Firth, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy, Vol. 221, 2007, pp. 181–199.
• 8. Bryden I., Melville G., Choosing and evaluating sites for tidal current development, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy, Vol. 218, 2004, pp. 567–577.
• 9. Fraenkel P.L., Tidal current energy technologies, Ibis, Vol. 148, 2006, pp. 145–151.
• 10. O’Doherty T. et al., An assessment of axial loading on a five-turbine array, Proceedings of the ICE-Energy, Vol. 162, 2009, pp. 57–65.
• 11. Batchelor M., Feasibility of offshore wind in Australia, Murdoch University, 2012.
• 12. Li Y., Calisal S.M., Three-dimensional effects and arm effects on modeling a vertical axis tidal current turbine, Renewable energy, Vol. 35, 2010, pp. 2325–2334.
• 13. Zobaa, Ahmed F., and Ramesh C. Bansal. Handbook of renewable energy technology. World Scientific, 2011.
• 14. Prandle D., Design of tidal barrage power schemes, Proceedings of the ICE-Maritime Engineering, Vol. 162, 2009, pp. 147–153.
• 15. Jwo-Hwu Y., Electric power generation at the ebb tide, Electric Power Systems Research, Vol. 48, 1998, pp. 31–35.
• 16. Hooper T., Austen M., Tidal barrages in the UK: Ecological and social impacts, potential mitigation, and tools to support barrage planning, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 23, 2013, pp. 289–298.
• 17. Kjerfve B., Magill K.E., Geographic and hydrodynamic characte¬ristics of shallow coastal lagoons, Marine geology, Vol. 88, 1989, pp. 187–199.
• 18. Dronkers J., Zimmerman J., Some principles of mixing in tidal lagoons, Oceanologica Acta, Special issue, 1982.
• 19. Supino G., The propagation of the tide inside a lagoon, Meccanica, Vol. 5, 1970, pp. 42–53.
• 20. Gebreslassie M.G., Tabor G.R., Belmont M.R., CFD simulations for investigating the wake states of a new class of tidal turbine, Journal of Renewable Energy and Power Quality, Vol. 10, 2012.
• 21. Parmeggiani S. et al., Power Production and Economical Feasibility of Tideng Tidal Stream Power Converter, Department of Civil Engineering, Aalborg University2010.
• 22. Frau J.P., Tidal energy: promising projects: La Rance, a successful industrial-scale experiment, IEEE Transactions on Energy Conversion, Vol. 8, Issue 3, 1993, pp. 552–558.
• 23. Blunden L., Bahaj A., Tidal energy resource assessment for tidal stream generators, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy, Vol. 221, 2007, pp. 137–146.
• 24. Neill S.P. et al., The impact of tidal stream turbines on large-scale sediment dynamics, Renewable Energy, Vol. 34, 2009, pp. 2803–2812.
• 25. Masselink G., Short A.D., The effect of tide range on beach morphodynamics and morphology: a conceptual beach model, Journal of Coastal Research, No. 9(3), 1993, pp. 785–800.
• 26. Kashem, S.B.A., Sheikh, M.I.B., Ahmed, J. and Tabassum, M., 2018, April. Gravity and buoyancy powered clean water pipe generator. In 2018 IEEE 12th International Conference on Compatibility, Power Electronics and Power Engineering (CPE-POWERENG 2018) (pp. 1–5). IEEE.
• 27. Chakraborty, Sumit & Dzielendziak, Agnieszka & Koroglu, Turgay & Yang, Kun. (2013). Evaluation of smart eco-friendly public transport options in coastal cities: towards a green future for the city of Southampton.

Uwagi

1. Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).

2. Wersja polska na stronach 15--22.