利用海洋的澎湃力量

为了在未来几十年实现全球可持续发展目标,可再生能源创新者纷纷将目光投向海洋,将海浪视为推动海岸社区发展的可靠能源。

铁姆肯公司也在这股全新技术浪潮中发挥影响力,希望利用海洋的澎湃力量造福地球。纳德拉集团(今年早些时候被铁姆肯收购)旗下拥有包括纳德拉、Durbal、Chiavette Unificate、Shuton 和 Ipiranga 等在内的一系列创新传动解决方案品牌,它研发出了全球最大的滚珠丝杠之一,支持 CorPower Ocean 公司开展最新的清洁能源创新。

目前,纳德拉集团的工程师团队正在与总部位于瑞典的 CorPower Ocean 公司通力合作,来优化其全新的点吸式波浪能装置,这是一种波浪能转换器,有六层楼那么高。在一款高级原型上,目前配备了高度定制的 Shuton® 品牌滚珠丝杠。目前,这款原型正在葡萄牙阿古萨多拉临近的大西洋海域进行现场测试。

在该装置中,滚珠丝杠可作为机械执行器为潮汐变化周期提供补偿,并让设备在海水中保持最佳位置。整体设计灵感源自人类心脏泵血时的运动。观看视频,了解工作原理:


CorPower Ocean 推出的高效波浪能转换装置,可利用海浪发电。本视频介绍了 CorPower C4 技术的工作原理。

Overview of the CorPower C4.

Shuton 自 2020 年成为纳德拉集团旗下品牌,该公司与客户在工程和材料选择上通力合作,建议客户采用 Shuton 滚珠丝杠设计来实现 CorPower 原型中的载荷传递。

向可持续发展未来迈出的一大步

CorPower C4 on a dock, next to the ocean.19 世纪 90 年代,能源工程师们就已开始试验如何利用波浪能。不过,就在不久之前,业界还面临着两大问题阻碍着这一领域向前发展:分别是海上的狂风大浪会给设备造成损坏,以及行之有效的工艺解决方案又有着极高的复杂性和成本。

CorPower Ocean 的设计方案解决了这两大难题。其波浪能转换装置可在防风暴模式下运行。在此模式下,设备处于“低功率状态”,将海浪的冲击降至最低。其原理与风力涡轮机在极端大风天气下开启“生存模式”,调节叶片转速以防止载荷过大导致受损类似。

纳德拉集团 Shuton 品牌滚珠丝杠产品组合商务主管 Pako Juaristi 表示,波浪能转换设备与风力涡轮机一样体积巨大。组件数量很多,也必须能承受很大的力。

Juaristi 表示:“一根滚珠丝杠就要支撑最高 8,000 千牛的载荷,如此高的规模在全球范围内都是绝无仅有的。我们产品组合的平均标准滚珠丝杠螺母长度约为 200 毫米(7.9 英寸)。而在波浪能转换设备中,单是螺母的长度就接近 1 米,几乎是标准滚珠丝杠螺母的五倍。整个组件有 18 个载荷滚珠回路,安装在一根长 11 米(36 英尺)的轴承上。可以说是庞然大物。”

CorPower 构建的复杂模拟,以及西班牙蒙德拉贡大学的设计顾问和研究人员为 Shuton 品牌滚珠丝杠设计方案贡献良多。

为了生产出巨大的原型,纳德拉集团的工程师们运用对于制造工艺的深厚了解,开发出能够加工这种尺寸组件的特别工具。

更稳定的可再生能源组合

随着行业头部企业开始证明原始设计概念可行并研发各种技术方案,波浪能市场预计将会迎来显著增长。虽然业界几家企业的差距日渐缩小,不过 CorPower 还是因推出防护性的低功率功能而被认为是目前的业界领导者。

预计波浪能终有一天会成为比风能和太阳能在供能表现上更稳定且可预测性更强的能源。与这些当没有风或没有太阳时就会损失发电量的能源不同,海浪每分每秒都在移动。此外,波浪能还能有效补充其他能源,让可再生能源的组合更加灵活与可靠。

Juaristi 表示:“海浪是让全球成功过渡到可再生能源的最后一块拼图。根据在初代原型研发期间积攒的经验,我们已经在研发第二代技术。很高兴我们能够参与这项伟大的技术。”

Photograph of CorPower C4 in harbour.