Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Development and verification of a wavepower drive train simulator
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2015 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Utveckling och verifiering av en vågkrafts simulator (Swedish)
Abstract [en]

With increased attention on global warming, engineers have been looking into new and more environmental friendly ways to meet the world’s ever increasing energy demand. An exciting possibility is to harness the immense and untapped resource that lies in ocean waves. This thesis was done in collaboration with the start-up company CorPower Ocean which is a leading company in the world in trying to achieve this goal. Their idea is to use a wave energy converter (WEC) that uses point absorption of a buoy with a controlled drive train. The system includes a Power Take-off (PTO) located in the buoy with a pretension spring pulling it to the equilibrium position and a mechanical drive train with high natural frequency of oscillation. This is combined with new technology called WaveSpring phase control. That makes the WEC oscillate in resonance with incoming waves giving it a higher power output compared to the physical size and weight. A numerical model has been developed on this new technology to simulate the behaviour of the WEC in operation. To verify the numerical model physical testing is needed. This kind of testing is done at a model scale in a closed environment where the waves that act on the WEC are at a known period and amplitude. This thesis describes a scaled testing in the factor of 1:16 that were conducted in a wave tank inthe hydrodynamic lab of Ecole Centrale de Nantes in France. The buoy was scaled down but as the PTO could not be scaled it had to be simulated by a drive train that consisted of a linear motor and force- and position sensors. The thesis discusses the development of a closed-loop force control and verification of the controller of this drive train. The verification shows that the drive train worked satisfactory. Tests were conducted with two different buoy shapes and two different controls. The results were analysed and presented on a graphic form on which comparison could be made. The results conclude an amplification in the heave of the WEC and a significant increase in power output using the WaveSpring phase control compared to linear damping that has no phase control.

Abstract [sv]

Med ökad uppmärksamhet på den globala uppvärmningen, har ingenjörer letat efter nya och mer miljövänliga sätt att möta världens ständigt ökande efterfrågan på energi. En spännande möjlighet är att utnyttja den enorma och outnyttjade resurs som ligger i havsvågor. Denna avhandling gjordes i samarbete med det nystartade företaget CorPower Ocean som är ett ledande företag i världen för att försöka uppnå detta mål. Deras idé är att använda en vågenergiomvandlare som använder punktabsorption av en boj med en kontrollerad drivlina. I systemet ingår ett kraftuttag som ligger i bojen med en förspänning fjäder drar den till jämviktsläget och en mekanisk drivlina med hög naturlig svängningsfrekvens. Detta kombineras med ny teknik som kallas WaveSpring faskontroll. Det gör energiomvandlaren svänga i resonans med inkommande vågor ger det en högre uteffekt jämfört med den fysiska storleken och vikten. En numerisk modell har utvecklats på den nya tekniken för att simulera beteendet hos energiomvandlaren i drift. För att verifiera den numeriska modellen behövs fysiska tester. Denna typ av testning görs vid en modell skala i en sluten miljö där vågorna som verkar på energiomvandlaren är på en känd period och amplitud. Denna avhandling beskriver en skalad tester i faktorn 1:16 som genomfördes i en våg tank i det hydrodynamiska labbet i Ecole Centrale de Nantes i Frankrike. Bojen skalades ner men eftersom kraftuttaget inte kan skalas den måste simuleras av en drivlina som bestod av en linjär motor och kraft- och lägessensorer. Avhandlingen diskuterar utvecklingen av en återkoppling kraft kontroll och verifiering av styrenheten i denna drivlina. Kontrollen visar att drivlinan fungera tillfredsställande. Tester genomfördes med två olika bojformer och två olika kontroller. Resultaten analyserades och presenteras på en grafisk form var jämförelsen kunde göras. Resultaten ingår en förstärkning i hävning av energiomvandlaren och en betydande ökning av uteffekten med hjälp av WaveSpring fasen kontroll jämfört med linjär dämpning som inte har någon faskontroll.

Place, publisher, year, edition, pages
2015. , 48 p.
Series
MMK 2015:115 MF204X
National Category
Mechanical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-177808OAI: oai:DiVA.org:kth-177808DiVA: diva2:874328
External cooperation
CorPower Ocean AB
Supervisors
Examiners
Available from: 2016-04-21 Created: 2015-11-26 Last updated: 2016-04-21Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(14913 kB)84 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 14913 kBChecksum SHA-512
f04c28c52adada6df8873aeb30bae083b7fc6d06daf593592c1c345471bdbceb48430755c240aef7538fbfc4461cd1d2bafa74a572c39744717a1a6d7093b386
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Mechanical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 84 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 67 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf