得益于Ansys启动程序，X1风浮独特的能量收集技术

通过将风能技术引入海上，风力发电的发展前景将显著增加。地球上巨大的咸水为风力收集提供了无限的可能性，但由于风力涡轮机安装成本和维护挑战，大多数咸水仍未开发或未充分利用。在……的支持下Ansys启动程序位于西班牙巴塞罗那的初创公司X1 Wind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式风技术，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，1.4亿平方英里的面积蕴藏着巨大的浮式风力涡轮机应用潜力。根据国际能源署(IEA)该组织致力于通过权威分析、数据、政策建议和现实世界的解决方案帮助各国实现可持续能源目标。全球海上风能的技术潜力为12万吉瓦，足以满足2040年全球电力需求的11倍。那么海上漂浮式风力涡轮机是如何适应这种情况的呢?

一旦系泊到海底，就可以建立风力涡轮机网络，通过高压直流电缆连接，向沿海巨型电网供电。当然，在深水海上作业会遇到各种后勤方面的挑战。最初的风力涡轮机安装是昂贵和复杂的，需要昂贵的专业船只，并需要在不同的海底条件下确保水下地基的专业知识。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——在持续运行时，有些部件会受到侵蚀、天气的影响，有时还会受到过往船只的损坏。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，这取决于涡轮机位于离岸多远的地方。

海上浮式风设计的突破

X1 Wind联合创始人兼首席技术官Carlos Casanovas开发了X30浮式风机，以应对这些挑战，提供清洁、负担得起的能源，同时在全球范围内减少排放。这位年轻的企业家在风力涡轮机设计方面有广泛的背景，包括在阿尔斯通风力公司(现在是通用电气集团的一部分)工作过一段时间。X30浮子实现了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公司，去了麻省理工学院(MIT)，在那里，他一边攻读硕士学位，一边研究他的浮动设计概念，进一步推动他的想法的边界。2017年，他成立了X1 Wind，在包括Ansys Startup Program在内的几个捐助者的帮助下，将这些想法付诸实践。他第一次接触Ansys仿真软件是在阿尔斯通风的工作中，所以对他来说，这是一个自然的选择。

“进入这个项目时，我已经熟悉了这个软件及其功能，”卡萨诺瓦斯说。“当我们开始时，我们联系Ansys购买了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项目。以非常合理的成本获得这些完全许可的产品对我们的开发和测试活动非常有帮助。另外，我们的许多高级团队成员已经有使用Ansys软件的经验，所以对我们来说这是一件很简单的事情。”

传统的海上风力涡轮机塔由固定在海底的大型钢结构支撑。叶片被固定在固定塔的顶部。在更深的水域，安装和维护这些地基变得越来越不切实际。X30浮子是一种自定向的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状浮动结构，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伸和压缩进行更有效的负载传输。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单点系泊系统集成到顺风配置中。这种独特的设计使平台能够被动地在风向上充当风向标或支点，使用系泊线代替固定桩来锚定系统。单系泊系统可以预先安装，而浮动结构可以在岸上快速组装，然后使用当地船只牵引，快速连接到单点系泊系统。其结果是一个更可持续、可靠的能源收集解决方案，支持模块化、可扩展的建筑，使用当地基础设施进行快速、低成本的安装。

Casanovas说:“我们需要努力使我们的浮式风力结构足够可靠和强大，以保持竞争力，因为使用可再生能源，一切都是关于能源的最终成本。”“如果你的浮式设计非常重，建造成本很高，你将不太有竞争力，所以结构完整性对我们来说是一个非常微妙的界限。拥有合适的模拟工具非常重要，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仿真软件帮助X1 Wind满足X30浮式设计的特定结构要求。它是团队更大工作流程的一部分，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，以优化其进一步分析。然后，研究小组使用机械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极限下。并利用该软件对各构件的塑性变形进行了验证。

Casanovas说:“考虑到围绕风能的需求和整个体系结构的复杂性，如果没有Ansys Startup Program的支持，产品开发将会更加困难。”“如果不能使用Ansys软件来帮助建立先进的有限元模型，那么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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