Styrkeberegning på tidevannsanlegg

Abstract

Tidal Sails AS er under utvikling av et nytt konsept for utvinning av elektrisk energi. Konseptet går ut på å bruke tidevannsstrøm. Seil skal være festet på til 4 wirer. Seilene vil trekke wirene, som igjen driver en aksling. Den roterende akslingen skal få en generator til å produsere elektrisitet. Tysnes Demonstrator er under planlegging og skal plasseres i Lukksundet sommeren 2010. I denne rapporten blir det sett på ulike deler av dette pilotanlegget. For å få et bilde av Tysnes Demonstrator i forhold til andre tidevannskraftverk er det innledningsvis presentert ulike typer tidevannskraftverk som også produserer miljøvennlig fornybar energi. Oppgaven tar først og fremst sikte på beregninger, tegninger og laboratoriums forsøk. Beregningene bygger på Tidal Sails AS tidligere beregninger og fysiske data fra plasseringsstedet samt egne antagelser. Tysnes Demonstrator er på planleggingsstadiet, noe som betyr at det på noen beregninger er manglende teknisk data til å bygge videre på. Det er derfor gjort diverse antagelser for å kunne utføre beregningene. I tillegg til manuelle beregninger er det benyttet tegneprogram som Autodesk Inventor, MatLab og styrkeberegningsprogrammet ANSYS i rapporten. I rapporten presenteres beregninger på wire, aksling, hjul og innfestning av endestasjoner i det planlagte tidevannskraftverket Tysnes Demonstrator. Ut fra beregningsresultatene trekkes det konklusjoner i forhold til dimensjonering av wire og aksling. På grunn av egenvekten til wire, seilene som henger på wire og kreftene som virker på seilene, vil wiren henge i en kurve mellom endestasjonene. Ut fra gitte opplysninger, beregninger og antagelser er det i samarbeid med intern veileder Torleiv Ese, plottet denne kurven i MatLab. Et laboratoriums forsøk over og under vann er utført. Forsøket tar for seg friksjonsmåling mellom ulike materialer, for å finne en friksjonskoeffisient i undervannstilstand. Materialvalg av endestasjon og wire, er basert på bakgrunn av operasjonsmiljøet og anleggskriteriene.