Application of snl-swan model on the effect of wave farms in the wave propagation

Autor: Fanti, Valeria
Přispěvatelé: Jacob, José, Fortes, Conceição Juana
Předmět:
Zdroj: CIÊNCIAVITAE
Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal
Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
instacron:RCAAP
Popis: Wave farms are a promising way to harness wave power and produce clean energy, but it is important to develop better modelling tools to understand their impact on nearshore wave climate. The main objective of the present work was to evaluate the effect of wave farms in the wave propagation along a coastline stretch of the Portuguese coast, by using numerical modelling. The exact study area was Almagreira beach in Peniche, north of Lisbon, a selected area for wave farms installation, where a WaveRoller oscillating wave surge converter was tested since 2007. The SNLSWAN (Sandia National Laboratories, Simulating WAves Nearshore) numerical model was used since it is a third-generation spectral wind-wave propagation model that integrates into its algorithms the automatic calculation of the transmission coefficients of obstacles on the wave propagation given the device’s power matrix or relative capture width curve. First, a sensitivity analysis of the model was performed, then the wave transformation and propagation were analyzed in the presence of a different number (from 10 to 100) and positions of wave energy converters (WECs) for six selected most common and energetic incident wave conditions and for 19 years (from 2000 to 2018) of real sea states. A wave farm of 40 WaveRoller type of WECs was then compared with a wave farm of 40 Bombora’s mWave pressure differential WECs. As a result of the simulations, the differences in significant wave height, wave period and wave direction before and after the installation of the wave farms were identified. The percentage decrease in significant wave height resulted to be strictly related to the power matrix and the device with higher power absorption potential showed a greater impact in the lee of the wave farm. Os campos de conversores de energia das ondas representam uma forma promissora de aproveitar a energia das ondas e produzir energia de uma forma limpa, mas é de fundamental importância desenvolver ferramentas de modelação para entender melhor o seu impacto no clima de ondas nas regiões costeiras. O principal objetivo do presente trabalho é avaliar o efeito de campos de conversores de energia das ondas na propagação de ondas ao longo de um trecho da costa portuguesa, usando modelação numérica. A área exata de estudo foi a praia de Almagreira, em Peniche, a norte de Lisboa, uma área selecionada para instalação de campos de conversores de energia das ondas, onde um Conversor Oscilante de Translação de Ondas WaveRoller foi testado desde 2007. Utilizou-se o modelo numérico SNL-SWAN (Sandia National Laboratories, Simulating WAves Nearshore), que é um modelo espectral de terceira geração de propagação de ondas geradas pelo vento, que integra nos seus algoritmos o cálculo automático dos coeficientes de transmissão de obstáculos na propagação de ondas, dada a matriz de potência do dispositivo ou curva de largura de captura relativa. Primeiro, realizou-se uma análise de sensibilidade do modelo, depois analisou-se a transformação e a propagação das ondas em função do número (de 10 a 100) e das posições dos conversores de energia das ondas (Wave Energy Converters, WEC’s), usando uma seleção de seis condições de onda incidente mais comuns e energéticas, para 19 anos (de 2000 a 2018) de estados de mar realistas. Finalmente, fez-se uma comparação entre um campo de conversores de energia das ondas com 40 WEC’s, do tipo WaveRoller, e um campo de 40 WEC’s baseados na diferença de pressão, mWave, em Bombora. Como resultado das simulações, foram identificadas as diferenças na altura significativa, período e direção das ondas antes e depois da instalação dos parques de ondas. A diminuição relativa da altura significativa das ondas mostrou estar estritamente relacionada com a matriz de potência e o dispositivo com maior potencial de absorção de energia mostrou um impacto maior na zona a sotamar do parque de ondas.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: