ΝΕΕΣ Τεχνολογίες - NEW Technologies

Transcript

1 ΝΕΕΣ Τεχνολογίες - NEW Technologies Αβύθιστη Πλατφόρμα-Χωροδικτύωμα Unsinkable Floating Truss Platform-UNFLOP & Ανεμογεννήτριες - Υδρογεννήτριες - Κυματογεννήτριες Wind - River - Tidal - Wave Turbine Generators Θεμιστοκλής Ανδρέου Ανδρικόπουλος - Εφευρέτης των τεχνολογιών Φυσικός - Ηλεκτρονικός Μηχανικός, Manchester University, 1976 Πρόεδρος - Διευθύνων Σύμβουλος Ομίλου ΑΤΙΟ Μάρτιος 2012

2 Η αβύθιστη πλατφόρμα UNFLOP βασίζεται σε χωροδικτύωμα με αρθρωτούς ή σταθερούς συνδέσμους και στεγανά μέλη, που όταν πρόκειται να λειτουργεί σε μόνιμη θέση έχουν σωληνοειδές σχήμα, ενώ όταν πρόκειται να μετακινείται συχνά έχουν κατάλληλο υδροδυναμικό σχήμα και ανάλογο προσανατολισμό. Η UNFLOP είναι πρακτικά αβύθιστη λόγω της ανεξάρτητης πλευστότητας που έχει κάθε μέλος, και για να βυθιστεί πρέπει να χάσει την πλευστότητά του πολύ μεγάλος αριθμός μελών, ενώ δεν επιρρεάζεται από κυματισμό διότι η αλλαγή άνωσης από κάθε κύμα είναι μικρή και δεν προλαβαίνει να επιδράσει στην αδράνεια του συστήματος ή εξουδετερώνεται από κάποιο άλλο αντίθετο κύμα Η UNFLOP μπορεί να επεκταθεί σε οποιαδήποτε έκταση ή / και βάθος-ύψος με επιπλέον «πατώματα» αυξάνοντας την ΑΔΡΑΝΕΙΑ και την ΠΛΕΥΣΤΟΤΗΤΑ του συστήματος όσο είναι αναγκαίο ανάλογα με την χρήση

3 Η UNFLOP μπορεί να επιπλέει ελεύθερη σε πολύ βαθειά νερά και να διατηρεί την ίδια γεωγραφική θέση με έλεγχο Στίγματος και Δυναμικό Σύστημα Προωθητήρων (GPS Dynamic Positioning System) ή αν είναι εφικτό να είναι αγκυρωμένη στο βυθό με χαλαρές ή τεντωμένες γραμμές (TLP)

4 Αν είναι αναγκαίο η αγκύρωση μπορεί να γίνει από πολλαπλά σημεία Η UNFLOP μπορεί να έχει απεριόριστες αφαρμογές σε πολλούς τομείς όπως, τουρισμό, ναυτιλία, θαλάσσιες εναέριες χερσαίες μεταφορές, ιχθυοκαλιέργεια, κατοίκηση-πολεοδομία και γενικά σε κάθε περίπτωση για έδραση εγκαταστάσεων

5 Για την Τουριστική Βιομηχανία η UNFLOP παρέχει δυνατότητες εφαρμογής σε κάθε είδους πιθανές...

6 ...ή ΑΠΙΘΑΝΕΣ περιπτώσεις!! Η UNFLOP μπορεί να δημιουργήσει ΝΕΑ ΔΕΔΟΜΕΝΑ για τον τουρισμό λίαν υψηλής οικονομικής στάθμης σε παγκόσμιο επίπεδο, παρέχοντας ΑΠΕΡΙΟΡΙΣΤΕΣ δυνατότητες εφαρμογής στις ΑΠΕΡΑΝΤΕΣ Ελληνικές (και όχι μόνο) Θάλασσες και Ακτές!!!!!!

7 Επίσης η UNFLOP μπορεί να λειτουργεί και σαν Πλωτός Κυματοθραύστης, ενσωματώνοντας στο χωροδικτύωμα την μία μετά την άλλη στην πορεία του κύματος, ειδικές διάτρητες σχάρες με μικροπτερύγια σε κλίση προς την πορεία κίνησης του νερού, που σε κάθε διέλευση επιτυγχάνουν διάσπαση της συνοχής και διασπορά του νερού σε μικρές ενότητες μάζας, οι οποίες μετά από όλα τα στάδια γίνονται αφρός έχοντας διασκορπίσει την αρχική τους ενέργεια

8 Επιπλέουσα Πλατφόρμα Ενωποιημένων Εφαρμογών ΑΠΕ Marine Renewable Energy Sources Integrated Applications Platform MARESINAP Η UNFLOP είναι ιδανική πλωτή υποδομή για Ανεμογεννήτριες-Υδρογεννήτριες- Κυματογεννήτριες της νέας τεχνολογίας WWT-PWT για λειτουργία στις

9 Η νέα τεχνολογία WWT-PWT για Ανεμογεννήτριες-Υδρογεννήτριες-Κυματογεννήτριες Wind-River-Tidal-Wave Turbine Generators Ένα από τα πειραματικά πρωτότυπα WWT κατά την διαδικασία των δοκιμών στην Αεροσύραγγα του ΕΜΠ

10 Η νέα τεχνολογία Wing-Wheel-Turbine (WWT) για αέρια και Paddle-Wheel- Turbine (PWT) για υγρά είναι περίπου σαν την παλιά φτερωτή, με την διαφορά ότι κάθε «φτερό»-πτέρυγα της WWT-PWT είναι ένα πλαίσιο με αξονάκια που το καθένα στηρίζει ένα περιστρεφόμενο «ιστίο-πτερύγιο» (Airfoil-Hydrofoil), το οποίο χρησιμοποιόντας την ροή «που βλέπει» κάθε στιγμή, μπορεί να αλλάζει θέση ανάμεσα σε δύο σημεία για να απορροφά την μέγιστη δυνατή κινητική ενέργεια από το ρευστό, αξιοποιόντας ΚΑΙ ΤΙΣ ΔΥΟ συνισταμένες δυνάμεις της ρευστοδυναμικής, Αντίσταση (Drag) ΚΑΙ Άνωση (Lift), εναλλακτικά, όπως και να κινείται το ρευστό και όσες φορές τύχει να χρειαστεί σε κάθε περιστροφή, δημιουργόντας πάντα περιστροφικές δυνάμεις στην ίδια κατεύθυνση

11 Όλες οι άλλες τεχνολογίες αξιοποιούν μόνο την μία από τις δύο αυτές συνισταμένες για μετατροπή της αντίστοιχης κινητικής ενέργειας του ρευστού, ενώ η άλλη συνισταμένη συνήθως επιδρά αρνητικά εμποδίζοντας την κίνηση της τουρμπίνας με «κακή» ενέργεια, με αποτέλεσμα τον πολύ χαμηλό βαθμό απόδοσης και ανεπιθύμητα-δυσάρεστα φαινόμενα-αποτελέσματα κατά την λειτουργία αλλά και γενικότερα: βλάβες, καταπόνηση, ανάγκες συντήρησης...

12 Βαθμοί απόδοσης (efficiency-cp) των άλλων τεχνολογιών Lanchester (1915)-Betz (1920)-Joukowsky (1920) limit

13 Τα πτερύγια τύπου Αεροδυναμικής Αεροτομής-Airfoil που δοκιμάζουμε στο ΕΜΠ δείχνουν τον δρόμο για τα ΑΡΙΣΤΑ λειτουργικά χαρακτηριστικά που αναμένονται στα υπό σχεδίαση μοντέλα WWT-PWT Οι WWT-PWT λειτουργούν με δύο ή περισσότερες Πτέρυγες και ένα ή περισσότερα ιστία-πτερύγια στο πλαίσιο κάθε Πτέρυγας και οι δοκιμές πρωτοτύπων δείχνουν τις βέλτιστες επιλογές για την σχεδίαση και κατασκευή των προϊόντων για κάθε χρήση, που γίνεται από συναρμολογούμενα τμήματα (modular design) με σύνθετα υλικά από υαλονήματα ή / και ανθρακονήματα (glass fiber/carbon fiber composites)

14 Τα προϊόντα WWT - PWT απαρτίζονται από ένα ή περισσότερα τμήματα σε κοινό άξονα, με ανεξάρτητα ιστίαπτερύγια (airfoils-hydrofoils) σε κάθε τμήμα, για να μπορεί το κάθε ένα ιστίο-πτερύγιο να απορροφά την μέγιστη δυνατή κινητική ενέργεια από το ρευστό, ανεξάρτητα από όποια κατεύθυνση «βλέπει» να έρχεται η ροή, ακόμα και όταν υπάρχουν κάθε είδους στροβιλισμοί στην ροή του ρευστού Ανεμογεννήτριες-WWT με τέσσερα οκτα-πτέρυγα τμήματα με τρία airfoil σε κάθε Πτέρυγα

15 Figure 1: US= 1/3 U Αυτό και τα επόμενα δύο σχήματα δείχνουν τον τρόπο λειτουργίας του Πειραματικού Πρωτότυπου και τις θέσεις που παίρνουν τα δύο «ιστίαπτερύγια» (airfoil-s) κάθε Πτέρυγας καθώς αυξάνει η Ταχύτητα Περιστροφής U= Ταχύτητα ρευστού US= Φαινομενική ταχύτητα του ρευστού σε σχέση με την ταχύτητα του airfoil-s UR= Σχετική ταχύτητα ρευστού που «βλέπει» το airfoil-s FF= Δυνάμεις Ρευστοδυναμικής FD= Συνισταμένη δύναμη Αντίστασης-Drag της FF FL= Συνισταμένη δύναμη Άνωσης-Lift της FF

16 Figure 2: US1= 1.14U US2= 0.855U U= Ταχύτητα ρευστού US= Φαινομενική ταχύτητα του ρευστού σε σχέση με την ταχύτητα του airfoil-s UR= Σχετική ταχύτητα ρευστού που «βλέπει» το airfoil-s FF= Δυνάμεις Ρευστοδυναμικής FD= Συνισταμένη δύναμη Αντίστασης-Drag της FF FL= Συνισταμένη δύναμη Άνωσης- Lift της FF

17 Figure 3: US1= 2.2U US2= 1.5U U= Ταχύτητα ρευστού US= Φαινομενική ταχύτητα του ρευστού σε σχέση με την ταχύτητα του airfoil-s UR= Σχετική ταχύτητα ρευστού που «βλέπει» το airfoil-s FF= Δυνάμεις Ρευστοδυναμικής FD= Συνισταμένη δύναμη Αντίστασης-Drag της FF FL= Συνισταμένη δύναμη Άνωσης- Lift της FF

18 Με την τεχνολογία WWT μπορούν να κατασκευαστούν ανεμογεννήτριες για εγκατάσταση και λειτουργία στην οροφή Ηλεκτρικών Οχημάτων, σε συνδυασμό και με Φωτοβολταϊκά μεμβράνης, για πλήρη αυτονομία-ανεξαρτησία των οχημάτων από την «πρίζα» και απόλυτα καθαρή-οικολογική λειτουργία

19 Αυτή είναι βασική ιδέα και ΦΒ στην οροφή.....ή και αλλού...

20 Κύρια πλεονεκτήματα των WWT- PWT σε σχέση με τις άλλες τεχνολογίες: Είναι πολύ απλές κατασκευές με μεγάλη αντοχή-αξιοπιστία και διάρκεια ζωής σε κάθε είδους συνθήκες λειτουργίας Προσαρμόζονται στις τοπικές ταχύτητες ανέμου-νερού για την αναγκαία ισχύ με πλήρη απόδοση ενέργειας (kw/h) Οι ηλεκτρογεννήτριες είναι πάντα σε εύκολη πρόσβαση Μικρότερο κόστος με πολύ ταχύτερη απόσβεση επένδυσης Δεν κάνουν ενοχλητικό θόρυβο και μπορούν να δένουν οπτικά με το περιβάλλον με κατάλληλους χρωματισμούς Δεν δημιουργούν κινδύνους για ανθρώπους πουλιά ψάρια Λειτουργούν παντού: αστικές-αγροτικές περιοχές, βουνά, χωράφια, ποτάμια, πέλαγα, με ελάχιστη έως ανύπαρκτη συντήρηση και με οποιεσδήποτε ταχύτητες ανέμου-νερού Η εγκατάσταση είναι απλή και χαμηλού κόστους

21 Για υπεράκτιες εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από ΟΛΕΣ τις Α.Π.Ε. (ΚΑΙ Φωτοβολταϊκά), η τεχνολογία WWT - PWT είναι η μοναδική επιλογή για συνδυασμό με την πρακτικά αβύθιστη πλατφόρμα UNFLOP-MARESINAP (Marine Renewable Energy Sources Integrated Applications Platform) Φωτοβολταϊκά στην ταράτσα......φωτοβολταϊκά στην ταράτσα(*) Ανεμογεννήτριες-WWT Κυματογεννήτριες... Υδρογεννήτριες-PWT Υποθαλάσσιου ρεύματος (*) Η δομή στήριξης των άνω άκρων των αξόνων των Ανεμογεννητριών-WWT, είναι παράλληλα και οροφή-υποδομή για Φωτοβολταϊκά συστήματα!!!

22 Κοντινή όψη με μια Κυματογεννήτρια-PWT με πολλά τμήματα στον ίδιο αξονα και σε όλο το βάθος της UNFLOP. Ανεμογεννήτριες-WWT φαίνονται πάνω αριστερά και μια Υδρογεννήτρια-PWT κάτω

23 Η αβύθιστη πλατφόρμα UNFLOP-MARESINAP μπορεί, με κατάλληλο σχεδιασμό, να χρησιμοποιηθεί και για κάθε άλλη τεχνολογία Α.Π.Ε. στις θάλασσες Ανεμογεννήτριες-Ελικοτουρμπίνες HAWT Επίσης, όταν η UNFLOP λειτουργεί σαν πλωτός Μώλος- Κυματοθραύστης, οι Κυματογεννήτριες-PWT μπορούν να ενσωματωθούν για απορρόφηση ενέργειας κυματισμού με παράλληλη-ταυτόχρονη παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας

24 Οι Ανεμογεννήτριες-Υδρογεννήτριες WWT-PWT μπορούν να απέχουν μεταξύ τους μέχρι περίπου ΔΥΟ ΔΙΑΜΕΤΡΟΥΣ ΠΕΡΙΣΤΡΟΦΗΣ και μπορούν να συνδυάζονται όλες μαζί στην ίδια τοποθεσία-πλατφόρμα Αν είναι αναγκαίο λόγω βάθους του υποθαλάσσιου ρεύματος, οι Υδρογεννήτριες-PWT μπορούν να εδράζονται σε άλλη-βοηθητική UNFLOP πλήρως βυθισμένη σε κατάλληλο βάθος και διασυνδεδεμένη με την κύρια «μητρική» MARESINAP και με ανεξάρτητη δική της αγκύρωση

25 Οι Ανεμογεννήτριες HAWT-Ελικοτουρμπίνες ΠΡΕΠΕΙ να απέχουν μεταξύ τους 4-5 φορές την διάμετρο περιστροφής των ελίκων τους και δεν μπορούν εύκολα να συνδυαστούν με υδρογεννήτριες και κυματογεννήτριες άλλων τεχνολογιών στην ίδια τοποθεσία

26 Αυτές είναι οι τεχνολογίες που υπάρχουν για Ανεμογεννήτριες- Ελικοτουρμπίνες στην θάλασσα και οι προτεινόμενες τεχνολογίες και ιδέες για Κυματογεννήτριες και Υδρογεννήτριες Θαλάσσιων Ρευμάτων είναι σε αρχικό στάδιο μελέτης ανάπτυξης

27 Μόνο αυτή η ιδέα υπάρχει (από άλλους) για συνδυασμό μόνο ΔΥΟ Ανεμογεννητριών-HAWT και κάποιου αριθμού των συγκεκριμένων συστημάτων άντλησης κυματικής ενέργειας (WEC) πάνω σε κοινή πλωτή δομή

28 Και μόνο αυτή η ιδέα υπάρχει (από άλλους) για συνδυασμό ΜΙΑΣ Ανεμογεννήτριας-HAWT και κάποιου αριθμού των συγκεκριμένων συστημάτων άντλησης κυματικής ενέργειας (WEC) πάνω σε κοινή πλωτή δομή

29 Αβύθιστη και Σταθερή Πλατφόρμα UNFLOP..ΚΑΙ ΝΑ ΜΗΝ ΞΕΧΝΑΜΕ.....Ακόμα και να την βομβαρδίζουν η UNFLOP.. δεν... FLOPάρι!!

30 Να και μια κατασκευή 2002 τελευταίας τεχνολογίας, το Deepwater Horizon, που κόστισε 560 mil USD και εισέπρατε από την BP 500 k USD ενοίκιο την ημέρα

31 Αυτή όμως η επιπλέουσα Πλατφόρμα με τα τέσσερα πόδια είναι αβύθιστη???

32 Οχι ακριβώς... αυτή είναι... ΜΠΑΜ... και.... FLOP!!! Την δεύτερη μέρα οι εντολές από το κέντρο επιχειρήσεων στα πυροσβεστικά ήταν να ρίχνουν όλο το νερό χαμηλά στα πόδια και όχι από πάνω Είχαν καταλάβει αλλά πολύ αργά!

33 Το Deepwater Horizon βυθίστηκε και διαλύθηκε η σωλήνωση (riser) και ξεχύθηκαν τα πετρέλαια στη θάλασσα επειδή κουτσάθηκε-καταστράφηκαν από την φωτιά τα 2 από τα 4 «πόδια» του Όλες οι πλατφόρμες αυτού του τύπου «column-stabilized semi-submersible» (όπως και το Alexander L. Kielland που πήρε μαζί του στον βυθό 123 ανθρώπους τον Μάρτιο του 1980 στα νερά της Νορβηγίας) έχουν το ίδιο πρόβλημα, βυθίζονται μόλις κουτσαθούν-χάσουν έστω και ένα πόδι Είναι..ΜΠΑΜ... και FLOP!!! Μήπως είναι πιο σίγουρα τα πάρα πολλά «πόδια» μιας UNFLOP??

34 Και κάτι ακόμα-one more thing Υπερπληθυσμός-Overpopulation Γίναμε 7 δις έξυπνα ανθρωποειδή επί ξηράς Γης... Μέχρι το 2050 θα έχουμε γίνει 10 δις πανέξυπνα... Και αν το 2080 έχουμε γίνει 15 δις πανέξυπνα... ΠΟΥ ΘΑ ΧΩΡΕΣΟΥΜΕ ΕΠΙ ΞΗΡΑΣ ΓΗΣ??? Τα ΠΑΡΑ-θαλάσσια οικόπεδα τελειώνουν... Μήπως τα ΕΠΙ-θαλάσσια είναι η λύση? Το «Πλωτό Οικόπεδο» UNFLOP? ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΟΧΗ ΣΑΣ

35 WORKSHOPS - Β2Β MEETINGS - CONFERENCE ΜΑΡΟΥΣΙ, ATTIKH ΙΟΡΓΑΝΩΣΗ: ΥΠΟΣΤΗΡΙΚΤΕΣ: