Förbättrad vågkraft ger mer energi
Vågenergi är en stor oexploaterad källa till förnybar energi. Uppsala universitet bedriver forskning om vågkraft vid en anläggning utanför Lysekil. I sin avhandling har Jens Engström visat hur anläggningens nuvarande aggregat kan förbättras för att kunna omvandla ännu mer av vågornas energi till elektricitet.
De senaste åren har forskning på utveckling av vågenergiomvandling tagit fart, mycket tack vare den ökande miljödebatten samt insikten att de dominerande energikällorna är ändliga. Flera projekt, både privata och universitetsbaserade tar nu de sista stegen i utvecklingen mot fullskaliga vågkraftsparker och kommersialisering. Världens oceaner har en förnybar källa av effekt i storleksordningen terrawatt från ytvågor, som uppskattas kunna ha en betydande roll för framtidens ökande energibehov.
År 2002 startade avdelningen för elektricitetslära på Uppsala universitet utvecklingen av ett vågkraftskoncept. Konceptet som kallas Lysekilsprojektet är baserat på en direktdriven linjär generator kopplad via en lina till en boj vid ytan. 2006 installerades det första aggregatet vid testanläggningen strax utanför Lysekil. Sedan dess har ytterligare åtta aggregat (L2-L9) sjösatts samt ett undervattensställverk och effekt har levererats till land.
Jens Engströms avhandling är en del i forskningsprojektet och fokuserar på energitransporten i havsvågorna samt att öka energiomvandlingseffektiviteten mellan vågorna och bojen. Det senare innefattar kopplade ekvationer för både våg/bojinteraktionen samt elektromagnetiska ekvationer som beskriver generatorn och den elektriska kretsen.
Ett av huvudmålen med avhandlingen har varit att öka energiabsorptionen för aggregatet. Resultatet av den forskningen har lett till en konceptuell tvåkropps punkt-absorbatormodell som är baserad på Lysekilsaggregatet. Ett koncept där det mellan bojen vid ytan och generatorn vid botten finns en sfär med neutral flytkraft placerad. Syftet med den extra kroppen är att dess egenvikt samt hydrodynamiska tröghet ska öka trögheten i systemet och därigenom påverka egensvängningsperioden.
Resultat visar att systemets egensvängningsperiod kan anpassas till typiska perioder för svenska vågklimat. Simuleringar av tvåkroppsmodellen visar att systemet kommer i resonans och ger en kraftig ökning i energiomvandlingseffektivitet med upp till 80 procents energiomvandling med tvåkroppsystemet.
Dessa resultat ger ett förbättrat sätt att räkna ut energitransporten för havsvågor i kustzonen samt indikationer på ett sätt att kraftigt öka energiomvandlingseffektiviteten för det befintliga Lysekilskonceptet.
Mer information om Lysekilsprojektet.
Linda Koffmar