得益于Ansys Startup Program, X1 Wind漂浮着独特的能量收集技术

通过将风能技术带到海上，风力发电扩张的前景急剧增加。地球上广阔的海水为风力收集提供了无限的可能性，但由于风力涡轮机的安装成本和维护挑战，大多数海水仍未开发或未充分利用。在…的支持下Ansys启动程序、启动X1的风该公司获得了Ansys仿真软件的宝贵访问权，并开发了一种颠覆性的浮动风力技术，可以缓解这些挑战，并从根本上改变能源生产。

大约70%的地球表面被海洋覆盖，代表着1.4亿平方英里的面积，为浮动风力涡轮机的应用提供了巨大的潜力。根据国际能源署(IEA)-一个致力于通过权威分析、数据、政策建议和现实世界解决方案帮助各国实现可持续能源目标的组织-全球海上风电的技术潜力为120,000吉瓦(GW)，足以满足2040年预计的全球电力需求的11倍。那么，海上浮动风力涡轮机如何适应这种情况呢?

一旦停泊在海底，风力涡轮机网络就可以建立起来，通过高压直流电缆连接起来，为沿海的大型电网供电。当然，在深海海上作业存在各种各样的后勤挑战。风力涡轮机的初始安装既昂贵又复杂，需要昂贵的专用船只和在不同海底条件下确保水下基础所需的专业知识。风力涡轮机也有许多活动部件，包括涡轮叶片、齿轮箱、发电机和传输电缆——其中一些部件在连续运行时受到侵蚀、天气和偶尔路过船只的损坏的挑战。取决于涡轮机的离岸距离，由于不可预见的天气事件或其他后勤挑战而造成的任何重大延误都可能代价高昂。

推动海上浮式风设计的边界

X1 Wind的联合创始人兼首席技术官卡洛斯·卡萨诺瓦斯(Carlos Casanovas)开发了X30浮子，以应对这些挑战，并在全球范围内提供清洁、负担得起的能源，同时减少排放。这位年轻的企业家在风力涡轮机设计方面有着广泛的背景，包括在阿尔斯通风能公司工作的时间，现在是通用电气集团的一部分。X30漂浮器实现了Casanovas的愿景，即如何利用复杂的海上环境在深水中利用风能。卡萨诺瓦斯最终离开了这家公司，来到了麻省理工学院(MIT)，在那里他一边攻读硕士学位，一边研究他的漂浮设计概念，以进一步拓展他的想法。2017年，他成立了X1 Wind，在包括Ansys Startup Program在内的几位捐助者的帮助下，将这些想法变为现实。他是在阿尔斯通风能公司(Alstom Wind)工作时第一次接触Ansys仿真软件的，所以对他来说，这是一个自然的选择。

卡萨诺瓦斯说:“进入这个项目时，我已经熟悉了这个软件及其功能。“当我们开始时，我们联系Ansys购买我们的第一个许可证，并被告知我们有资格参加他们的启动计划。以非常合理的价格获得这些全授权产品，对我们的开发和测试活动非常有帮助。此外，我们的许多高级团队成员已经有了Ansys软件的使用经验，所以对我们来说，这是一个显而易见的选择。”

传统的海上风力涡轮机塔是由锚定在海底的大型钢结构支撑的。叶片被固定在固定塔的顶部。在更深的水域，安装和维护这些基础变得越来越不切实际。X30浮子是一种自定向顺风风力涡轮机设计，其特点是顺风配置的风力涡轮机。拆除了传统的固定塔，形成了一个独特的三脚架式浮动结构，通过单点系泊系统锚定在海底。较轻的金字塔设计具有较低的重心，可以通过低弯矩的拉力和压缩进行更有效的负载传递。顺风设计不需要像传统的逆风海上涡轮机那样预先弯曲叶片，这使得涡轮机叶片更轻、更长、更便宜。

Casanovas的专利PivotBuoy单点系泊集成到顺风配置中。这种独特的设计使平台能够被动地风向标或在风的方向上旋转，使用系泊线而不是固定桩来锚定系统。单个系泊系统可以预先安装，而浮式结构可以在岸上快速组装，然后使用当地船只拖曳以快速连接到单点系泊系统。结果是一个更可持续、更可靠的能量收集解决方案，使模块化、可扩展的建筑能够快速、经济地使用当地基础设施进行安装。

卡萨诺瓦斯说:“我们需要努力使我们的浮动风结构足够可靠和坚固，以保持竞争力，因为对于可再生能源来说，这一切都是关于能源的最终成本。”“如果你的浮动设计非常沉重，造价昂贵，你就不会很有竞争力，所以结构完整性对我们来说真的是一个很好的界限。拥有合适的仿真工具非常重要，这样你就可以进行所需的所有优化，而Ansys可以满足所有要求。”

模拟更可持续的海上解决方案

Ansys仿真软件在帮助X1 Wind满足X30浮式设计的特定结构要求方面发挥了重要作用。它是团队更大的工作流程的一部分，在建模阶段从SolidWorks软件无缝移动到Ansys机械结构工程有限元分析软件。Ansys SpaceClaim利用三维计算机辅助设计建模软件作为中间步骤，改进模型的几何形状，使其优化，以便进一步分析。然后，该团队使用机械工具对极端载荷和疲劳进行模型分析，以验证所有结构应力都在可接受的范围内。并利用该软件对各构件的塑性变形进行了验证。

Casanovas说:“考虑到围绕风能的要求和整体架构的复杂性，如果没有Ansys启动计划的支持，产品开发将会更加困难。”“如果没有Ansys软件来帮助建立先进的有限元模型，对于这样一个小团队来说，这将是一个太大的挑战。”

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