將北海的潮汐能用作替代能源正吸引著學術界和業界的日益關注。與 2002 年成立的新蘇格蘭公司 Scotrenewables Tidal Power Ltd. 已開發出專為北海惡劣環境設計的創新型潮汐渦輪發電機。與傳統的系統不同，新型潮汐渦輪機不需要在海底進行復雜的結構安裝固定，而是浮在水面上。所有的控制功能都由基于 EtherCAT 的集成式 PC 控制平臺處理。
專為北海惡劣環境設計的潮汐渦輪機的建設
位于蘇格蘭 Stromness 的海洋再生能源技術開發商 Scotrenewables Tidal Power 已開發出了漂浮式潮汐渦輪發電機 SR250。其創新的系統設計使得成本大大降低，所以，潮汐能將在不久的將來對再生能源做出巨大貢獻。
穩健創新的設計
用于在北海惡劣環境下工作的系統必須穩健且高度可靠，只需要最小量的維護要求。一臺 250 kW 的 SR250 樣機目前正在奧克尼群島外的 Fall of Warness 潮汐能測試中心進行為期兩年的徹底測試，測試由歐洲海洋能源中心(EMEC)進行。
兩個反向旋轉的轉子從潮汐中獲取動能，動能隨后由發電機轉化成電能并由被埋在海底的電纜傳輸上岸。潮汐渦輪機本質上包括一個柱形管，與水平軸平行的轉子由折疊支柱連接到柱形管上。支柱使得潮汐渦輪機可采取兩種位置：運行模式下，轉子將延長至水下。運輸和生存模式下，例如，設備將在巨浪下運行，轉子將縮回以避免過度負荷。
低廉的運行成本確保了在競爭性行業中的生存能力
在潮汐渦輪機開發中，Scotrenewables 的主要目標就是安裝和運行簡單、易于訪問、維護輕松和穩健。Scotrenewables 堅信，與其它再生能源相比，運行成本將是潮汐能主要的競爭力因素。傳統的潮汐發電廠通常需要具有相關地基的堅固結構和用于在海域安裝和維護的昂貴專用設備和運輸設施，包括重型起重船等。相比之下，Scotrenewables 開發的漂浮式潮汐渦輪機可用通用作業船進行安裝，使得過程費用大大降低。一旦運行，發電廠可快速且經濟有效地拖到工作點進行工作或拖回港口進行維護。
基于 PC 的集成式控制技術
SR520 使用 Beckhoff 完全集成的控制平臺，包括工業 PC、防護等級為 IP 67 的 EtherCAT I/O 和 TwinCAT 自動化軟件。其控制發電廠的所有運行功能，包括渦輪機臂運動、數據記錄、操作和遠程監控?！癝R250 的系統通信基于 EtherCAT 環型拓撲，提供了線路冗余且在斷線情況下確保了系統運行。這種設計確保了快速的配置，在配置期間只需要連接少數低壓電纜。本系統可控制所有活動件，包括液壓系統并可與變速驅動器等外部裝置通信。所有的監控任務都由 TwinCAT HMI 工具處理，無需驅動程序或其它通信協議。在 TwinCAT HMI 工具中，變量在相同的軟件中被處理為程序邏輯。
Beckhoff 蘇格蘭區域經理 Alan Smith 說：“這是一個特別具有創新性且要求嚴苛的項目。相應地，在控制組件的穩健性和可用性方面也具有嚴格的要求。為此，Scotrenewables 需要絕對的可靠性和高 MTBF 值。我們高度集成的控制解決方案的開放性是避免互操作性問題風險的同時提速工程工作的重要先決條件。EtherCAT 平臺是類似 SR250 等研發項目的理想選擇，因為其實現了模塊化方法?！盨cotrenewables 的開發工程師，Angel Rua 說：“SR250 的這種設計理念使得各種測試(包括拖拽測試)的執行成為可能。我們可以使用這些測試以可控的方式模擬潮汐并檢查所有板載系統。全功率測試非常成功，證明了我們的漂浮式渦輪機能夠可靠有效地生成能量并且可以達到其 250 kW 的額定輸出?！薄芭c并網現場發電相關的測試非常成功?！?Scotrenewables 的技術總監 Mark Hamilton 說。
至于將來，Scotrenewables 正按計劃進行用于商業應用的下一代 2 MW 渦輪機的開發。SR2000 設計用于以 3 m/s 的流速實現 2 MW 的額定輸出，這就意味著其將成為世界上馬力最大的潮汐渦輪機，甚至可能是迄今為止馬力最大的。
用于在北海發電的潮汐渦輪機“場”模型。Scotrenewables 目前正在開發的 SR2000 有望以 3 m/s 的流速實現 2 MW 的額定輸出。
帶未折疊支柱的潮汐渦輪機，其上安裝有轉子。運行模式下(水下)，轉子將延長;運輸和“生存”模式下 – 例如在巨浪下 – 轉子縮回以避免過度負荷。
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