印第安纳州普渡大学的学生们凭借海浪动力海水淡化装置的设计大获成功

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印第安纳州普渡大学的学生们凭借海浪动力海水淡化装置的设计大获成功

日期:

2021年6月21日

BY:

马拉J. 巴恩斯,hjc黄金城手机版产业合作高级总监

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印第安纳州普渡大学的学生们凭借海浪动力海水淡化装置的设计大获成功

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Kleinschmidt

海洋能源在很大程度上是一个尚未开发的市场,需要加强研究, 创新和意识. 一个鼓励所有这些因素的好方法就是利用美国人的创造性思维.S. 大学生.  

这正是每年的海洋能源大学竞赛所做的. 而且,你可能会感到惊讶的是,竞争并不仅限于沿海地区的大学. 事实上, in 2021, 比赛的第一名是印第安纳州普渡大学的一个团队,他们设计了一个海水淡化装置, 由海洋中的波浪提供动力. 

深海潜水 

在2019年,美国经济增长放缓.S. 美国能源部(DOE)及其国家可再生能源实验室(NREL)发起了海洋能源大学竞赛. 竞争的加剧, 被称为作为, 每年举办一个名为 的活动,目的是鼓励美国各地大学的学生开发一种海洋能源设备,为海洋中的任何应用程序提供动力. 竞争与蓝色经济紧密相连, 以可持续的方式利用海洋资源促进经济增长, 改善生计和就业, 海洋生态系统健康. 

“能源部NREL有这样的比赛让我很兴奋,因为你让这么多年轻人对一个项目感到兴奋,并致力于一个真正有意义的设计,凯蒂·布罗德森说, 普渡大学获胜团队的学生领袖. “是否所有项目最终都能在蓝色经济中进入市场, 每个人学到的东西都是很有价值的——这将推动这个行业向前发展.” 

竞赛内容包括技术设计以及将设计推向市场的完整商业计划. 参赛队伍向一组评委展示他们的项目,评委将决定比赛的获胜者.  

在这段视频中看到和听到的竞争者的声音是鼓舞人心的:

今年的冠军是海浪动力脱盐装置, OsMocean, 这是西拉斐特普渡大学一个团队的想法, 印第安纳州. 海水淡化为解决全球水安全问题提供了一个潜在的解决方案, 据预测,到2050年,将有60亿人无法获得饮用水, 根据 联合国世界水资源发展报告. 目前,海水淡化厂通常使用化石燃料发电. 普渡大学的研究小组发现了一种淡化海水的方法, 提供饮用水, 利用可靠的可再生海浪能量.  

该团队由8名机械工程本科学生组成, 商科本科生, 环境工程专业的学生, 电子工程专业的学生, 3名研究生导师, 还有两名教师顾问.团队领导凯蒂·布罗德森是唯一一个在海洋能源方面有经验的学生, 曾在NREL实习,从事海洋能源数据分析工作.  

2020年10月, 该团队开始进行市场调查,并缩小了海水淡化装置的设计范围. 到2021年1月底, 他们开始缩小项目范围, 巩固设计并创造原型.  

布罗德森说:“将波能与批量反渗透结合起来并不简单。. 波能是正弦非线性的, 间歇反渗透的功率需求是指数非线性的. 匹配这些能量分布是设计的最大挑战.” 

尽管大多数队员都没有海洋或可再生能源的经验, 他们都带来了宝贵的知识,创造了一个成功的项目. 普渡大学的教授们也提供了他们的专业知识:大卫·沃辛格, 团队的主要指导教师, 研制了间歇式反渗透系统, 和何塞·加西亚, 另一个教师顾问, 是水力学专家.  

为什么它很重要 

布罗德森希望,高效的海浪动力脱盐装置有朝一日将成为世界上每一个沿海社区的可行技术. 她还希望继续研究,把海浪动力脱盐装置带到下一个水平. 

“利用海洋能量的另一种来源是有可能的:水的盐浓度差异的化学势. 批量反渗透增强了通过盐度梯度存储能量的能力,因为它达到了高盐度, 从而创造了巨大的潜力,”Brodersen说. “这是非常重要的,因为动能波是非线性的,它的能量剖面需要被抑制. 能源状况越稳定,整个系统的效率就越高.” 

根据红衣主教, 普渡大学的团队被选为获胜者,因为这项技术是一个新颖的概念,他们的市场分析给评委留下了深刻的印象. “团队联系了许多终端用户,并根据他们的需求调整了设计,”红衣主教说.   

在公布获奖者名单 在2021年4月下旬举行的国际海洋能源大会(ICOE)期间. 国家水电协会(hjc黄金城手机版)及其海洋能源理事会主办了这次虚拟国际活动, 第一次在美国举行. 

接下来是什么? 

他说:“黄金城hjc在线客服网址知道,目前海洋能源领域没有大量的就业机会, 但希望是提高人们对这个行业的认识. 黄金城hjc在线客服网址看到一些学生通过竞争获得了实习和工作机会,NREL Arielle Cardinal的MECC经理说. “很多学生在学校埋头学习机械工程问题,从来没有听说过可再生能源——现在他们对可再生能源产生了兴趣.” 

事实上,这正在发生. 2021年6月中旬,布罗德森将开始为一家名为“海水淡化”的初创公司工作 Oneka技术. 另一名对机器人感兴趣的队员正在考虑将他的知识应用到海洋探索中的机器人技术上.  

比赛的一部分是让每个团队提高校园和当地社区的意识. 例如, 普渡大学的团队在校园周围设置了桌子,向同学们介绍海洋能源,并向普渡大学的其他班级展示了他们的项目. 除了, 该团队制作了波浪能转换器工具包,分发给当地五所小学的学生, 哪个教会了孩子们能量守恒的原则.  

hjc黄金城手机版的海洋能源委员会强调了促进海洋能源部门劳动力发展的项目的重要性. 在其 2021年海洋能源商业化战略 该文件于2021年4月发布,hjc黄金城手机版委员会呼吁为此类项目增加资金. 

报告在第18页指出: 

“考虑到海洋能源是一个新兴的可再生能源领域, 有必要提高其知名度,并促进更好地理解其令人兴奋的潜力,作为大学生的职业选择, 贸易学校, 在初等教育阶段. 除了, 需要有针对性地招募不同的人, 包括有色人种和女性, 确保他们有机会,并为他们提供工具,以构成未来海洋能源劳动力的重要组成部分. 最后, 来自其他经济困难行业的退伍军人和技术工人是海洋能源部门未来的潜在雇员,但可能需要特殊培训或其他安排.” 

为劳动力发展提供资金是hjc黄金城手机版理事会呼吁继续和/或增加资金的10个领域之一, 领导和支持,以满足到2025年50兆瓦的技术部署, 2030年500兆瓦, 到2035年将达到1千兆瓦. 

在这种情况下,联邦资金将继续用于竞争. 美国能源部和NREL已经宣布了2022年的目标 参加2022年海洋能源大学竞赛的团队: 

  • 博伊西州立大学 
  • 加州州立大学圣马科斯分校(与新墨西哥州立大学合作) 
  • 里约热内卢联邦大学 
  • 密西根科技大学 
  • 北卡罗莱纳&T州立大学(与北卡罗来纳大学威尔明顿分校合作) 
  • 俄勒冈州立大学 
  • 普渡大学 
  • 德克萨斯州的一个&M大学在加尔维斯顿(与山姆休斯顿州立大学合作), 罗彻斯特大学, 圣保罗大学, 卡塔尔大学, 和工程技术大学, Taxila) 
  • 加州大学河滨分校 
  • 休斯顿大学 
  • 马萨诸塞州达特茅斯大学 
  • 新罕布什尔大学 
  • 北佛罗里达大学 
  • 华盛顿大学 
  • 弗吉尼亚理工大学(与史蒂文斯理工学院合作) 
  • 弗吉尼亚理工大学(与缅因大学和贝尔法斯特皇后大学合作) 
  • 韦伯学院 

有关海洋能源和水力工业的海洋能源部门的详细信息,请访问此 网页.

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