在可持续能源领域掀起波澜

氧气漂浮在海洋表面，固定在海床上，长度大约相当于一架大型喷气式飞机。两个大型旋转转子捕获流动的潮汐能，并将其转移到岸上设施进行分配。

美国、英国和许多其他国家制定了雄心勃勃的可再生能源目标，以抵消气候变化的影响。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，美国所有电力都由可再生能源产生。

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努力的基本替代能源——但它们还不足以实现这些雄心勃勃的目标。世界可以拥抱并利用一种巨大却被忽视的能源:潮汐。通过利用海洋自然流动的力量，世界各国都可以受益于一种清洁、可再生、可靠、可预测的能源，这种能源的物理足迹相对较小，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技术，主要是因为它涉及复杂的工程挑战。这些问题需要成功解决，然后才能大规模捕获潮汐能，以支持积极的可再生能源目标。

轨道公司于2002年在苏格兰的奥克尼成立，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。

Orbital公司的旗舰解决方案O2是一个74米长的涡轮，通过锚定系统固定在海底。当氧气被放置在强大的潮汐流中时，1MW的大型水下转子就会捕获这种能量。转子的10米叶片提供了超过600平方米的面积来捕捉流动的潮汐能。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由Orbital公司设计，以解决潮汐涡轮机商业化的许多历史障碍。与安装在海底的水下涡轮机不同，它的转子与腿相连，腿可以被抬到水面进行维护和维修。这是一个关键的设计特征，因为海洋条件恶劣，设备维护的难度和高成本历来被视为潮汐涡轮机广泛商业化的重大障碍。

由于其经过深思熟虑的设计，预计O2的生产和维护成本将大大低于现有的潮汐涡轮机设计。轨道公司希望O2能成为广泛采用潮汐能发电的关键推手。

来自Ansys的一些O2结构的输出图的图像。万博

创新设计需要创新工具

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机械以及近海测试和演示项目，以支持其潮汐技术的发展。

由英国Ansys Elite频道合作伙伴本地支持万博EDRMedeso在美国，Orbital公司的工程师使用Ansys Mechanic万博al模拟了整个涡轮设计上的结构和环境载荷，从转子到锚和链条，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。

机械使轨道开发团队能够研究系统级和部件级的疲劳、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。Mechanical与Orbital工程师使用的其他工程工具无缝集成，使协作和移交设计任务变得容易。

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能够加快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来探索性能和成本的改进，如质量和重量的减轻，提高可制造性，以及替代材料的使用。工程团队的许多成员在大学工程课程时就开始使用Mechanical，今天它仍然是快速、经济、准确的结构分析的行业标准。

通过帮助确保O2设计的每个组件都能承受恶劣的海洋条件，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

成功发行

最近，轨道公司在其位于苏格兰奥克尼的总部附近完成了O2的安装，那里有世界上最强大的潮汐流。

氧气被固定在欧洲海洋能源中心(EMEC)的警告之秋，那里的潮汐速度可以超过每秒3米，它与陆地电网相连。氧气可以为2000个家庭提供足够的电力，抵消大约2000吨的CO₂每年的产量，否则将由化石燃料发电排放。为了增强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，以证明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，Orbital现在专注于其技术的广泛商业化，为世界上有强潮流的地区提供多个涡轮机，以创建潮汐能农场。随着越来越多的氧气涡轮机的部署，商业化成本预计将从该产品在奥克尼岛的技术推广中急剧下降，使潮汐能成为美国、英国和全球努力尽快消除碳排放的重要组成部分。

展望未来，Orbital将继续利用机械技术(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，在成本和性能方面不断改进其产品设计。虽然潮汐能发电仍然落后于风能和太阳能发电，但在虚拟环境中设计、测试和验证Orbital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的潜力，扭转气候变化的趋势。