Mejora de la captura de energía: dispositivos de columna de agua oscilante de cámara única y doble bajo olas...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Oceánica
• Tecnologías de Energía Renovable
• Dinámica de Fluidos

Sus antecedentes:

• Las estructuras costeras parabólicas concentran la energía de las olas, creando zonas de alto potencial para la captura.
• La recolección eficiente de esta energía de olas concentrada sigue siendo un desafío importante.

Objetivo del estudio:

• Proponer y evaluar nuevos diseños de columna de agua oscilante (OWC) de cámara única y doble para mejorar la captura de energía de las olas en entornos de olas enfocadas.
• Proporcionar orientación práctica de diseño para optimizar los convertidores de energía de las olas (WEC) en condiciones de enfoque parabólico.

Principales métodos:

• Se utilizó un método de elementos de contorno de orden superior en el dominio del tiempo basado en la teoría del flujo potencial no lineal.
• Se acopló el modelo hidrodinámico con un modelo neumático no lineal, calibrado mediante pruebas de escalado geométrico y de olas enfocadas.
• Se simuló el rendimiento de la OWC en condiciones de enfoque de olas parabólicas.

Principales resultados:

• Una resonancia bimodal en el enfoque parabólico condujo a una absorción de potencia máxima hasta 17 veces superior a la de un dispositivo aislado.
• Un diseño de perforación de sotavento aumentó la relación de captura de cámara única a 25 veces la línea de base.
• Una configuración de doble cámara con una cámara semicircular adicional mejoró la energía total absorbida y amplió la banda operativa.

Conclusiones:

• Los diseños de cámara OWC propuestos mejoran significativamente la eficiencia de captura de energía de las olas en entornos de olas enfocadas.
• Las modificaciones geométricas y las configuraciones de doble cámara ofrecen vías prácticas para aumentar la producción de energía y ampliar la banda efectiva de los WEC.
• Esta investigación proporciona información valiosa para el desarrollo de sistemas eficientes de conversión de energía de las olas que operan en condiciones de olas complejas.