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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2820| Análisis de la dinámica del movimiento de un convertidor de energía del oleaje con más de un grado de libertad Dynamic analysis of the motion of a wave energy converter with more than one degree of freedom | |
| DIEGO EDUARDO GALVAN POZOS | |
| FRANCISCO JAVIER OCAMPO TORRES | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Energía del oleaje, Convertidor de energía del oleaje, Plataforma Stewart-Gough, Planeación de trayectoria Wave energy, Wave energy converter, Stewart-Gough platform, Plan- ned trajectory. | |
| Se investiga la dinámica del movimiento de un convertidor de energía del oleaje (CEO) novedoso basado en el concepto de la plataforma Stewart-Gough (PSG). Los principales objetivos de este estudio son: (1) presentar el diseño del CEO-PSG y (2) plantear las ecuaciones que describen la cinemática y dinámica de su movimiento al interactuar con el oleaje. A partir del análisis cinemático se evalúa la longitud de corrida de los generadores eléctricos del CEOPSG al asociar su movimiento con el oleaje. Posteriormente se establece el análisis dinámico mediante la formulación Newton-Euler con el propósito de determinar la fuerza requerida por cada generador eléctrico para soportar el efecto de las fuerzas hidrodinámicas y momentos de fuerza que se ejercen sobre el elemento de flotación. Se utiliza la teoría lineal del oleaje para describir el movimiento del CEO-PSG, por lo que las principales propiedades del oleaje se utilizan como información inicial para el análisis cinemático y dinámico. Se calculó la potencia instantánea y la promedio producida en condiciones de oleaje regular. Los resultados indican que el CEO-PSG maximiza el proceso de absorción de energía al permitir la combinación de múltiples grados de libertad (GdL) en comparación con el dispositivo puntual tradicional (DPT) que sólo posee un GdL. Se encontró que uno de los generadores eléctricos del CEO-PSG extrae 54 % más energía que el DPT. Finalmente se analiza el desempeño del CEO-PSG en condiciones de oleaje irregular. Se obtuvo la potencia promedio producida ante distintos estados del mar, lo que se conoce como matriz de potencia, al combinar los resultados provenientes del análisis dinámico con un espectro JONSWAP. Se calculó la producción anual de energía (AEP) y la eficiencia anual (RCWyr) en cinco sitios distintos al multiplicar los diagramas de distribución conjunta del oleaje por la matriz de potencia. Se compararon los parámetros AEP y RCWyr del CEO-PSG con otros dispositivos. Los resultados sugieren que los mejores índices del desempeño corresponden al CEO-PSG. A novel wave energy converter (WEC) design, based on the concept of the Stewart-Gough platform (SGP) is being investigated. The main objectives of this study are to present the proposed WEC based on the SGP (WEC-SGP) and to establish the necessary equations to describe the motion of the SGP to be used as a WEC. A kinematic analysis is developed to evaluate the leg lengths required to track the planned trajectory determined by the elevation of the free surface of the sea. Furthermore, the WEC-SGP dynamical analysis as formulated by the Newton-Euler approach is solved to find the required leg forces to support the effect of the hydrodynamic forces and the force moments acting on the upper floating component. Linear wave theory is used to analyze the WEC-SGP and some of the kinematic aspects of linear waves are used as input information for the kinematic and dynamic analysis. The instantaneous and mean power provided by the WEC-PSG are calculated for regular wave conditions. The results show that the proposed WEC-SGP configuration might increase the conversion of the wave energy, since all degrees of freedom in its motion are being used, as compared with the traditional heaving point absorber WEC (THPA). One leg of the proposed WEC-SGP allows harvesting 54 % more energy than the THPA under linear wave conditions. The power performance in irregular waves is also investigated. The mean absorbed power of the WEC-SGP in different sea states, i.e., the power matrix, is calculated combining the power capture response with the standard JONSWAP spectrum. The annual energy production (AEP) and annual mean relative capture width (RCWyr) are derived at five specific sites by first multiplying the scatters diagrams of wave statistics with the WEC-SGP power matrix. The AEP and RCWyr parameters of the WEC-SGP device are compared with different technologies. Comparisons of the selected devices show that the power performance measures are higher for the WEC-SGP system as compared to the others. The results presented in this study show that the WEC-SGP system is an interesting technology, and the wave energy community can make its adoption preferable to other single degrees of freedom devices. | |
| CICESE | |
| 2019 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Galván Pozos, D.E. 2019. Análisis de la dinámica del movimiento de un convertidor de energía del oleaje con más de un grado de libertad. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 81 pp. | |
| OTRAS | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Oceanografía Física |
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| Tesis_Diego Eduardo Galván Pozos21_ago_2019.pdf | Versión completa de la tesis | 25.36 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |