Преобразователи волновой энергии специально разработаны для обеспечения максимальной производительности в том месте, где они будут размещены, другими словами, для обеспечения того, чтобы они генерировали как можно больше электроэнергии за счет движения волн вокруг них. Дизайн и адаптация производятся на основе исторических данных, высоты и периода прошлых волн. «Однако рассматриваемый временной масштаб, как правило, довольно короткий, и, более того, год считается типичным для этого периода. Таким образом, преобразователи настраиваются на основе того, как они должны вести себя в течение этого типичного года», - пояснил Ален Улазиа, преподаватель инженерного факультета UPV/EHU - Гипускоа в Эйбаре.
Принимая во внимание изменения, происходящие в результате изменения климата в отношении температуры и других метрологических параметров, Улазиа и еще два исследователя UPV/EHU на кафедрах НЭ и механики жидкости и прикладной физики II, а также из Морская станция Plentzia в сотрудничестве с Ирландским центром исследований энергии океана провела долгосрочное исследование. «В Ирландии мы провели исследование, которое мы ранее проводили в Бискайском заливе, учитывая, что Ирландия особенно активна с точки зрения энергии волн, и мы хотели изучить эту энергию как ресурс. С помощью моделирования мы рассчитали, какую реакцию или поведение Преобразователь показал бы себя, если бы столкнулся с уровнем энергии, зафиксированным в течение прошлого века, разделенным на периоды по 20 лет, учитывая, что срок полезной службы преобразователей в среднем составляет 20 лет», - сказал он.
В этом задании их источником информации были два набора данных Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды (ЕЦСПП): ERA-Interim и ERA20. Оба они представляют собой повторный анализ, другими словами, наборы данных, основанные на целом ряде наблюдений и измерений. Это пространственные сети, которые обеспечивают длинные временные ряды в каждом из глаз сети, другими словами, для каждого местоположения. Наиболее известным является ERA-Interim, так как он объединяет множество данных, поступающих со спутников, но его ограничение заключается в том, что «у него есть данные только за последние 40 лет», - пояснил Улазиа. «ERA20 содержит гораздо меньше данных, гораздо более нерегулярен с точки зрения времени и пространства, но предоставляет данные за весь 20-й век».
В ходе исследования они откалибровали один набор данных по сравнению с другим, используя имеющийся у них перекрывающийся период. А затем они сверили их с измерениями, сделанными на буях в Атлантике. Как сказал Улазиа, «мы пришли к выводу, что данные приемлемы, что их можно считать хорошими, поэтому мы смогли смоделировать уровни энергии, при которых ожидалось, что преобразователи будут работать."
Увеличение энергии волн на 40%
Приняв за основу средний 20-летний срок службы преобразователей волновой энергии, они разделили прошедшее столетие на пять периодов и адаптировали преобразователи под уровень энергии, соответствующий каждому из этих периодов. «Мы обнаружили, что между первым периодом и последним периодом уровень морской энергии увеличился более чем на 40%, а самый большой рост произошел за последние 20 лет (18%)», - подчеркнул исследователь. «Мы не занимались анализом того, что было ответственно за этот рост, но основной гипотезой было бы изменение климата».
Тот факт, что существуют большие различия в волновой энергии, имеет прямое влияние на выход преобразователей; в исследовании они смогли увидеть, например, что «преобразователи не использовали в полной мере всю доступную им энергию и, более того, экстремальные явления, такие как периоды волн высотой более семи метров или явления, подобные Эль Ниньо, стали более частыми в течение века. В результате преобразователям приходилось чаще переходить в режим выживания или прекращать выработку энергии во время этих морских явлений», - сказал он.
Улазиа говорит, что полученная информация должна быть полезна для оптимизации конструкции преобразователей. «Поскольку эти устройства оптимизированы на основе высоты и периода волн, их конструкцию необходимо будет адаптировать, чтобы обеспечить максимальную производительность в условиях, которые становятся все более активными».