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能源

Whirl Energy
產業類別:能源
公司產品:水下浮標電力儲存系統
使用產品:SOLIDWORKS、SOLIDWORKS Simulation、SOLIDWORKS Flow Simulation 、SOLIDWORKS Enterprise PDM
Whirl Energy利用 SOLIDWORKS 解決方案創建機械式電力存儲系統!
 

前言
隨著清潔型可再生能源的生產能力增長,對用於捕獲風力發電廠和太陽能電池陣多餘發電量的創新型存儲系統的開發也提出了新的要求。目前,只要可再生能源的發電量超出了用戶需求,就不得不停產。隨著剩餘電力有效存儲方式的出現,風力和太陽能發電企業再也不必在低需求期間關機停產,而是可以繼續全產能運行,從而保持最大發電量並降低清潔電力的成本。由於存儲的電量造成電池技術成本居高不下,因此有許多公司正在努力開發用於存儲多餘可再生電力的機械式系統,其中就包括Whirl Energy, Inc。這家位於加利福尼亞的創業型公司已經造出了一款水下浮標系統的1/10比例原型(正在申請專利),它可以利用剩餘電力將水下浮標傳動至大約100米的深度。一旦需要電力,浮標就會緩慢鬆開,而其浮力將在上升到水面的過程中提供存儲的電力。據其總裁Saben Murray介紹,開發這樣一款創新型電力存儲系統需要一種可靠的設計和分析平臺。儘管該公司曾因為入圍 2010 Clean Tech Open 半決賽而獲得了免費的 Autodesk®Inventor® 軟體許可證,但是Whirl Energy最終還是選擇了使用SOLIDWORKS®產品開發解決方案。“SOLIDWORKS直觀而先進,特別是FEA(有限元分析),”Murray 解釋說,“SOLIDWORKS 提供了成熟的功能,使我們能夠對絞拉水下100米、直徑達到五米的浮標時遇到的獨特機械進行模擬。”Whirl Energy之所以統一採用SOLIDWORKS產品開發解決方案,是因為它們在一個完全整合且易於使用的設計軟體組合中提供了先進的模擬技術和視覺化工具。該公司實施了SOLIDWORKS Premium設計、SOLIDWORKS Simulation Premium有限元分析、SOLIDWORKS Flow Simulation計算流體力學(CFD)分析和SOLIDWORKS Enterprise PDM產品資料管理軟體。“通過使用SOLIDWORKS,我們掌握了快速且經濟地利用這一創新技術所需的能力。”Murray 介紹說,“SOLIDWORKS解決方案使我們能夠驗證這些系統是否可以正常工作,並在我們開發的半米直徑浮標原型系統的功能基礎上完善其商業應用。”

 
創意的反覆運算
通過使用SOLIDWORKS,Whirl Energy正在加快全球第一款商業規模浮力機械式電池的開發。最初,該公司研發了一種飛輪式能源存儲系統,但是在證明該方法存在基礎性缺陷之後,公司開始考慮將浮力用作一種更切實際的替代方案。由於在SOLIDWORKS中執行設計和分析反覆運算既快速又成本低廉,Whirl Energy得以將其概念發展成為功能正常且可申請專利的原型,並已經為投入商業試行項目作好了準備。“可再生能源要想達到與傳統發電相當的成本,電力存儲是一個大問題,”Murray 強調說,“通過使用 SOLIDWORKS,我們可以對設計概念快速進行反覆運算,從而能夠從創意迅速發展為經過驗證的設計。以我們為例,SOLIDWORKS幫助我們確定了飛輪式設計的理論缺陷,並且發現了水下浮標系統如何能夠繞開這些問題。”

 
 
模擬引領解決方案
Whirl Energy依靠SOLIDWORKS Simulation Premium分析軟體來研究和評估與水下絞盤式浮標相關的極端受力和應力。隨後,該公司利用這一結果優化了系統的設計,使其能夠承受嚴苛的操作環境。“在全尺寸裝置上,浮標和連接至水下絞盤的高強度纖維繩可以產生數百萬牛米的扭矩,所需的齒輪箱更是人力所能生產的最大的行星傳動裝置之一。”Murray 說道,“通過使用SOLIDWORKS Simulation工具,我們能夠在設計中實現力偏差最小化並達到基本對稱和平衡,從而優化巨大負荷下的材料使用,而這絕對是商業化可行的網格能源存儲的關鍵所在。”

直觀顯示水下浮標如何存儲電力
除了對水下浮標系統建模、驗證其性能並建造正常功能原型之外,Whirl Energy還利用了SOLIDWORKS視覺化工具來展示系統的工作原理。“如果沒有SOLIDWORKS,我們將很難傳達出系統的設計及其工作方式。”Murray指出,“投資人和潛在客戶需要瞭解我們創造的是什麼,這一點非常重要,”他繼續說道,“我們可以告訴他們,這種電力存儲系統利用了錨碇、水下絞盤、繫繩、滑輪、構架和浮標。但是,更有效的方式是向他們展示利用PhotoView 360渲染的整套系統的照片級圖像,這樣可以介紹系統的實際工作方式,並為構建全比例商業應用機型爭取支持。”
 
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