Ein Dual-Function Design einer oszillierenden Wassersäule integriert mit einer geschlitzten Buhne: Eine Wellenkanalstudie

Die Umwandlung von Wellenenergie birgt das Potenzial für erneuerbare Energien, jedoch hindern Herausforderungen wie hohe Anfangskosten die Kommerzialisierung. Die Integration von Wellenenergieumwandlern (WECs) in Küstenschutzstrukturen schafft duale Funktionsstrukturen sowohl für die Stromerzeugung als auch für den Küstenschutz. Oscillating Water Columns (OWCs) wurden in der Vergangenheit gut untersucht, aufgrund ihres einfachen Generierungsmechanismus und ihres aus dem Wasser heraus operierenden Energieabnahme-Systems (PTO), das die Auswirkungen von Biofouling und die Wartungskosten im Vergleich zu anderen untergetauchten WECs minimieren kann. Zudem ermöglicht eine geschlitzte Barriere eine bessere Zirkulation hinter der Buhne, während sie die eingehende Wellenenergie durch viskose Dämpfung dissipiert. Diese Studie untersucht die Leistung eines neuen Designs, das eine OWC mit einer geschlitzten Buhne kombiniert. Kleinmaßstäbliche (1:49) Laborversuche wurden mit einem Kolben-Wellengenerator durchgeführt. Die Leistung wird hinsichtlich Wellenübertragung, Wellenenergieentnahme und Wellenbelastung unter verschiedenen Wellenbedingungen bewertet und konzentriert sich dabei auf die Auswirkungen der Porosität der geschlitzten Barriere und der Veränderungen des Tidepegels. Die Ergebnisse zeigen, dass unter größeren Wellen eine abnehmende Wellenübertragung, eine zunehmende Energieentnahme aus der OWC und eine Energieableitung von der geschlitzten Barriere beobachtet werden. Andererseits wird unter steigenden Wellenlängen eine konstante Wellenübertragung beobachtet; dies ist wichtig für das Design von Häfen, was bedeutet, dass die Buhne unter einem breiteren Spektrum von Wellenlängen effektiv ist. Porosität ermöglicht eine größere Übertragung und induziert dabei weniger horizontale Kraft auf die Struktur.