在可持续能源领域掀起波澜

氧气浮在海面上，固定在海床上，大约有一架大型喷气式飞机那么长。两个大型旋转转子捕捉流动的潮汐能，并将其传输到岸上设施进行分配。

美国、英国和许多其他国家都为可再生能源制定了雄心勃勃的目标，以抵消有充分证据证明的气候变化的影响。英国首相鲍里斯·约翰逊(Boris Johnson)表示，到2050年，英国的能源行业将实现净零排放，乔·拜登(Joe Biden)总统希望到2035年，美国所有的电力都将由可再生能源产生。

虽然太阳能和风能技术已经开始取代化石燃料——它们都是全球应对气候变化的基本替代能源——但它们还不足以实现这些雄心勃勃的目标。世界可以拥抱和利用一个巨大的，但被忽视的能源:潮汐。通过利用自然洋流的力量，世界各国可以从一种清洁、可再生、可靠和可预测的能源中受益，其物理足迹相对较小，对环境的影响最小。

为商业化设定路线

潮汐流发电仍然是一种新兴的可再生能源技术，主要是因为它涉及复杂的工程挑战。在大规模利用潮汐能来支持激进的可再生能源目标之前，这些问题需要得到成功的解决。

轨道公司于2002年在苏格兰奥克尼成立，其目标很明确:汇集工程专业知识，开发商业化所需的先进技术，并在世界各地安装强大的、改变游戏规则的潮汐涡轮机。

轨道公司的旗舰解决方案O2是一个74米长的涡轮机，通过锚定系统停泊在海底。当O2被放置在强大的潮汐流中时，大型的1MW双水下转子捕捉这种能量。转子的10米叶片提供了超过600平方米的面积来捕获流动的潮汐能。电力通过动态电缆从涡轮机传输到海底，而沿着海底运行的静态电缆将能量传输到陆上配电设施。

O2是由Orbital设计的，旨在解决潮汐涡轮机商业化的许多历史障碍。与安装在海床上的水下涡轮机不同，它的转子连接在腿上，腿可以抬起到水面进行维护和维修。这是一个关键的设计特点，因为海洋条件恶劣，设备维护的困难和高成本历来被视为潮汐涡轮机广泛商业化的重大障碍。

凭借其深思熟虑的设计，O2预计比现有的潮汐涡轮机设计具有更低的生产和维护成本。Orbital公司希望O2能够成为广泛采用潮汐能发电的关键推动者。

来自Ansys的一些O2结构的输出图。万博

创新设计需要创新工具

自轨道公司成立近20年来，其工程团队采用了先进的解决方案，包括万博Ansys机械以及支持其潮汐技术发展的海上测试和示范项目。

由英国Ansys Elite渠道合作伙伴提供本地支持万博EDRMedeso在美国，轨道公司的工程师们使用Ansys机械模拟整个涡轮设计的结构万博和环境载荷，从转子到锚和链，以确保它能够成功地承受恶劣的海洋条件，包括极端天气事件。

机械系统使Orbital开发团队能够在系统级和组件级研究疲劳、振动、刚度、弯曲和其他问题，包括对O2设计中数百个单独连接点的严格分析。机械与轨道工程师使用的其他工程工具无缝集成，使其易于协作和移交设计任务。

在海上测试之前，通过应用Mechanical在低成本、无风险的虚拟环境中快速建模和验证其设计，Orbital已经能够加速O2的初始设计，将开发周期缩短数年。

轨道工程师继续利用机械探索性能和成本的改进，如质量和重量减轻，提高可制造性，并使用替代材料。工程团队的许多成员在大学工程课程中开始使用Mechanical，并且它仍然是当今快速，经济，准确的结构分析的行业标准。

通过确保O2设计的每个组件都能承受恶劣的海洋环境，Ansys机械在成功推出这一改变游戏规则的绿色能源解决方案方面发挥了关键作用。万博

成功的发行

最近，轨道公司在苏格兰奥克尼的总部附近完成了O2的安装，那里有一些世界上最强的潮流。

O2被锚定在欧洲海洋能源中心(EMEC)的沃恩斯瀑布(Fall of Warness)，这里的潮汐速度可以超过每秒3米，并与陆上电网相连。这些氧气可以为2000个家庭提供足够的电力，抵消大约2000吨的二氧化碳₂每年的产量，否则将由化石燃料发电排放。为了增加其对环境的积极影响，O2项目不久还将为EMEC的陆上电解槽提供电力，该电解槽产生绿色氢气，以展示潮汐能如何为运输和供暖部门提供可预测的可再生能源。

在O2成功的基础上，轨道公司现在专注于其技术的广泛商业化，通过提供多台涡轮机在世界上有强大潮流的地区建立潮汐能农场。随着越来越多的O2涡轮机被部署，商业化成本预计将从该产品在奥克尼岛的技术推广中大幅下降，使潮汐能成为美国、英国和全世界努力尽快消除碳排放的重要组成部分。

展望未来，Orbital将继续利用EDRMedeso提供的技术支持专业知识，以及其他先进的工程工具，不断改进其产品设计的成本和性能。虽然潮汐能发电仍然落后于风能和太阳能，但在虚拟环境中设计、测试和验证轨道公司潮汐能涡轮机性能的能力对于缩小这一差距至关重要，并充分发挥海洋能源扭转气候变化趋势的潜力。