Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02,...

30
Infrastructure Access Report Infrastructure: QUB Shallow Water Wave Tank UserProject: SeaPower SPPCTP SeaPower Platform Configuration Test Program Sea Power Ltd. Marine Renewables Infrastructure Network Status: Final Version: 02 Date: 22Oct2014 EC FP7 “Capacities” Specific Programme Research Infrastructure Action

Transcript of Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02,...

Page 1: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

 

 

 

Infrastructure Access Report 

Infrastructure: QUB Shallow Water Wave Tank 

User‐Project: SeaPower SPPCTP 

SeaPower Platform                                      Configuration Test Program 

 

Sea Power Ltd.   

 

Marine Renewables Infrastructure Network

Status:  Final Version:  02 Date:    22‐Oct‐2014 

 

EC FP7 “Capacities” Specific Programme Research Infrastructure Action 

Page 2: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 2 of  

ABOUTMARINETMARINET (Marine Renewables  Infrastructure Network for emerging Energy Technologies)  is an EC‐funded network of research centres and organisations that are working together to accelerate the development of marine renewable energy ‐ wave, tidal & offshore‐wind.  The initiative is funded through the EC's Seventh Framework Programme (FP7) and runs for four years until 2015.  The network of 29 partners with 42 specialist marine research facilities is spread across 11 EU countries and 1 International Cooperation Partner Country (Brazil).  MARINET  offers  periods  of  free‐of‐charge  access  to  test  facilities  at  a  range  of  world‐class  research  centres.  Companies and research groups can avail of this Transnational Access (TA) to test devices at any scale in areas such as wave energy,  tidal energy, offshore‐wind  energy  and environmental data or  to  conduct  tests on  cross‐cutting areas such as power take‐off systems, grid integration, materials or moorings.  In total, over 700 weeks of access is available to an estimated 300 projects and 800 external users, with at least four calls for access applications over the 4‐year initiative.  MARINET  partners  are  also  working  to  implement  common  standards  for  testing  in  order  to  streamline  the development process, conducting research to  improve testing capabilities across the network, providing training at various facilities in the network in order to enhance personnel expertise and organising industry networking events in order to facilitate partnerships and knowledge exchange.    The aim of the initiative is to streamline the capabilities of test infrastructures in order to enhance their impact and accelerate the commercialisation of marine renewable energy.  See www.fp7‐marinet.eu for more details.  ��������  Ireland 

University College Cork, HMRC (UCC_HMRC) Coordinator 

 

Sustainable Energy Authority of Ireland (SEAI_OEDU)  

 Denmark 

Aalborg Universitet (AAU)  

Danmarks Tekniske Universitet (RISOE)  

 France 

Ecole Centrale de Nantes (ECN)  

Institut Français de Recherche Pour l'Exploitation de la Mer (IFREMER) 

 

 United Kingdom 

National Renewable Energy Centre Ltd. (NAREC)  

The University of Exeter (UNEXE)  

European Marine Energy Centre Ltd. (EMEC)  

University of Strathclyde (UNI_STRATH)  

The University of Edinburgh (UEDIN)  

Queen’s University Belfast (QUB)  

Plymouth University(PU)  

 Spain 

Ente Vasco de la Energía (EVE)  

Tecnalia Research & Innovation Foundation (TECNALIA) 

 Belgium 

1‐Tech (1_TECH)  

 

NetherlandsStichting Tidal Testing Centre (TTC)  

Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland (ECNeth)  

Germany Fraunhofer‐Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V (Fh_IWES)  

Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover (LUH)  

Universitaet Stuttgart (USTUTT)  

Portugal Wave Energy Centre – Centro de Energia das Ondas (WavEC)  

Italy Università degli Studi di Firenze (UNIFI‐CRIACIV)  

Università degli Studi di Firenze (UNIFI‐PIN)  

Università degli Studi della Tuscia (UNI_TUS)  

Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR‐INSEAN)  

Brazil Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São Paulo S.A. (IPT)  

Norway Sintef Energi AS (SINTEF)   

Norges Teknisk‐Naturvitenskapelige Universitet (NTNU)  

Page 3: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 3 of 30 

DOCUMENTINFORMATIONTitle  SeaPower Platform                                                           Configuration Test Program Distribution  Public Document Reference  MARINET‐TA1‐SPPCTP User‐Group Leader, Lead Author 

 

Cian Murtagh  SeaPower Ltd. Atlantic Sound, Lacken, Enniscrone, Co. Sligo, Ireland 

User‐Group Members, Contributing Authors 

 

Joe Murtagh  SeaPowerTom Lyne  SeaPowerRalph Burke  FAL Ltd. Rachael Moore QUB 

Infrastructure Accessed:  QUB Shallow Water Wave Tank Infrastructure Manager (or Main Contact) 

Bjoern Elsaesser 

 

REVISIONHISTORYRev.  Date  Description  Prepared by 

(Name) Approved By Infrastructure 

Manager 

Status (Draft/Final)

01  09/2014    C. Murtagh  JM  DRAFT 02  10/2014    R. Moore  JM  FINAL  

Page 4: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 4 of 30 

ABOUTTHISREPORTOne of the requirements of the EC in enabling a user group to benefit from free‐of‐charge access to an infrastructure is  that  the  user  group must  be  entitled  to  disseminate  the  foreground  (information  and  results)  that  they  have generated under the project in order to progress the state‐of‐the‐art of the sector.  Notwithstanding this, the EC also state  that  dissemination  activities  shall  be  compatible  with  the  protection  of  intellectual  property  rights, confidentiality obligations and the legitimate interests of the owner(s) of the foreground.  The aim of this report is therefore to meet the first requirement of publicly disseminating the knowledge generated through this MARINET infrastructure access project in an accessible format in order to: 

• progress the state‐of‐the‐art • publicise resulting progress made for the technology/industry • provide evidence of progress made along the Structured Development Plan • provide due diligence material for potential future investment and financing • share lessons learned • avoid potential future replication by others • provide opportunities for future collaboration 

 In  some  cases,  the  user  group may  wish  to  protect  some  of  this  information  which  they  deem  commercially sensitive, and so may choose to present results in a normalised (non‐dimensional) format or withhold certain design data – this is acceptable and allowed for in the second requirement outlined above.  

ACKNOWLEDGEMENTThe work  described  in  this  publication  has  received  support  from MARINET,  a  European  Community  ‐  Research Infrastructure Action under the FP7 “Capacities” Specific Programme.  

LEGALDISCLAIMERThe views expressed, and responsibility for the content of this publication, lie solely with the authors.  The European Commission is not liable for any use that may be made of the information contained herein.  This work may rely on data from sources external to the MARINET project Consortium.  Members of the Consortium do not accept liability for loss or damage suffered by any third party as a result of errors or inaccuracies in such data.  The information in this document is provided “as is” and no guarantee or warranty is given that the information is fit for any particular purpose.    The  user  thereof  uses  the  information  at  its  sole  risk  and  neither  the  European  Commission  nor  any member of the MARINET Consortium is liable for any use that may be made of the information. 

Page 5: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 

EXECUTIVESUMMARYThe  SeaPower wave energy  converter  (WEC)  is  a  floating ocean  going  attenuator primarily  suited  to deep water locations. The technology has been tested a number of times at wave laboratories including the HMRC basin in Cork, and  the  deep  water  basin  at  Strathclyde  in  Scotland.  Survival  loads  were  also measured  in  Lough  Corrib  site. Numerical modelling and Cost of Energy calculations have also been carried out prior to access to the beginning of this testing campaign.  The scope of this testing was primarily to compare relative motion response amplitude operators (RAOs) for multiple configurations of a baseline device and  secondarily  to determine  the power  curves and performance of  the best model(s) using an on‐board power take‐off (PTO) system. Numerical simulations have previously been carried out on these WEC  configurations  allowing  the  accuracy  of  this  numerical  analysis  to  be  validated  accordingly. Different types of mooring setups, ballast arrangements, draught changes and wave directionality were also  included  in the testing campaign under the same controlled environments for comparisons and for the production of comparative power RAOs.  The performance of the SeaPower platform at this scale has once again proven itself to be excellent and higher than competitor  technologies.  The power  results  are published within  this  report.   The  type of PTO damping  strategy implemented during testing also benefits the Levelised Cost of Energy (LCOE) for the device.  It has shown itself to be a successful way of absorbing power and since the forces required are lower than for other damping strategies, the cost of  the PTO  components  (whether  they be direct drive or hydraulic pumps)  should be  lower. The  forces and velocities were measured throughout these tests and serve as a good design tool to size an adequate PTO system.

Page 6: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 6 of 30 

CONTENTS  

1  INTRODUCTION & BACKGROUND .................................................................................................................... 7 

1.1  INTRODUCTION .................................................................................................................................................... 7 1.2  DEVELOPMENT SO FAR .......................................................................................................................................... 7 1.2.1  Stage Gate Progress .................................................................................................................................... 7 1.2.2  Plan For This Access ..................................................................................................................................... 9 

2  OUTLINE OF WORK CARRIED OUT .................................................................................................................. 13 

2.1  SETUP ............................................................................................................................................................... 13 2.2  TESTS ............................................................................................................................................................... 15 2.2.1  Test Plan ........................................................................................................................................................  2.3  RESULTS ............................................................................................................................................................ 20 2.4  ANALYSIS & CONCLUSIONS ................................................................................................................................... 24 

3  MAIN LEARNING OUTCOMES ......................................................................................................................... 24 

3.1  PROGRESS MADE ............................................................................................................................................... 24 3.1.1  Progress Made: For This User‐Group or Technology ................................................................................. 24 3.1.2  Progress Made: For Marine Renewable Energy Industry .......................................................................... 25 3.2  KEY LESSONS LEARNED ........................................................................................................................................ 25 

4  FURTHER INFORMATION ................................................................................................................................ 26 

4.1  SCIENTIFIC PUBLICATIONS .................................................................................................................................... 26 4.2  WEBSITE & SOCIAL MEDIA ................................................................................................................................... 26 

5  REFERENCES .......................................................................................................................................................  

6  APPENDICES ................................................................................................................................................... 27 

6.1  STAGE DEVELOPMENT SUMMARY TABLE ................................................................................................................ 27 6.2  ANY OTHER APPENDICES ..................................................................................................................................... 29 

 

Page 7: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 7 of 30 

1 INTRODUCTION&BACKGROUND1.1 INTRODUCTIONThe  SeaPower  Platform WEC  consists  of  two wave  interacting  bodies;  a  longer main  body  and  a  shorter  hinged pontoon.  The  device  is  classified  as  a  hinged  barge  attenuator  device.  At  large  commercial  scale,  the  pontoons making up these two bodies would preferably be manufactured using concrete and both the shape and size of the pontoons were carried out  with concrete construction in mind.  The SeaPower Platform has been in development since 2008 with the main objective being to make a commercially viable wave energy convertor. The SeaPower Platform extracts energy from the ocean waves efficiently and safely whilst  requiring minimum maintenance  and producing maximum economic  return. Cost of Energy  is  the primary focus of the development of the device.   The SeaPower Platform WEC is a floating device designed to be situated in deep water with slack moorings. A PTO is actuated at the hinge and absorbs power from the moving bodies. The Scale=1x model is built from sheet aluminium and moored using  light chains. The scaling factor for the model  is designated a 1:20 scale for a future AMETS test site, 1:5 scale  for Galway Bay “¼ scale”  test site, and 1:36  for  the commonly referenced Mollison site.   Numerical analysis was carried out at full scale at the Mollison site which corresponds to the 1:36 scale.  The dimensions for the device have not all been firmly established, for example the separation distances between pontoons. This dimension was  the subject of a previous numerical analysis and results  indicated  improvements  in the related cost of energy forecasts. A shorter overall WEC length for the same or better power capture is the sought goal. The effect of power production for different pontoon separation configurations was not tested in a wave basin prior  to  this  testing  period. As well  as  this,  the  effect of power production when  altering  the mooring  stiffness, device orientation and wave directionality was also not tested prior to this campaign.  During  this  testing period  these unexplored parameters which  could  impact  the performance of  the device were addressed  and  selected model  configurations were  tested  satisfactorily  in  real  sea  states  in monochromatic  and panchromatic seas with a working PTO on board allowing mechanical power to be accurately measured. 

1.2 DEVELOPMENTSOFAR

1.2.1 StageGateProgressPreviously completed:   Planned for this project:   

 STAGE GATE CRITERIA  Status Stage 1 – Concept Validation • Linear monochromatic waves to validate or calibrate numerical models of the system (25 – 100 waves) • Finite monochromatic waves to include higher order effects (25 –100 waves) • Hull(s) sea worthiness in real seas (scaled duration at 3 hours) 

• Restricted degrees of freedom (DoF) if required by the early mathematical models • Provide the empirical hydrodynamic co‐efficient associated with the device (for mathematical modelling tuning) • Investigate  physical  process  governing  device  response.  May  not  be  well  defined  theoretically  or numerically solvable 

• Real seaway productivity (scaled duration at 20‐30 minutes) 

• Initially 2‐D (flume) test programme • Short crested seas need only be run at this early stage if the devices anticipated performance would be 

Page 8: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 8 of 30 

STAGE GATE CRITERIA  Status significantly affected by them • Evidence of the device seaworthiness • Initial indication of the full system load regimes 

 Stage 2 – Design Validation • Accurately simulated PTO characteristics 

• Performance in real seaways (long and short crested) • Survival loading and extreme motion behaviour. • Active damping control (may be deferred to Stage 3) 

• Device design changes and modifications 

• Mooring arrangements and effects on motion 

• Data for proposed PTO design and bench testing (Stage 3) 

• Engineering Design (Prototype), feasibility and costing • Site Review for Stage 3 and Stage 4 deployments • Over topping rates  Stage 3 – Sub‐Systems Validation • To investigate physical properties not well scaled & validate performance figures • To employ a realistic/actual PTO and generating system & develop control strategies 

• To qualify environmental factors (i.e. the device on the environment and vice versa) e.g. marine growth, corrosion, windage and current drag 

• To validate electrical supply quality and power electronic requirements. 

• To quantify survival conditions, mooring behaviour and hull seaworthiness 

• Manufacturing, deployment, recovery and O&M (component reliability) 

• Project planning and management, including licensing, certification, insurance etc. 

 Stage 4 – Solo Device Validation • Hull seaworthiness and survival strategies • Mooring and cable connection issues, including failure modes 

• PTO performance and reliability • Component and assembly longevity 

• Electricity supply quality (absorbed/pneumatic power‐converted/electrical power) 

• Application in local wave climate conditions • Project management, manufacturing, deployment, recovery, etc • Service, maintenance and operational experience [O&M] • Accepted EIA  Stage 5 – Multi‐Device Demonstration • Economic Feasibility/Profitability • Multiple units performance 

• Device array interactions 

• Power supply interaction & quality 

• Environmental impact issues 

• Full technical and economic due diligence 

• Compliance of all operations with existing legal requirements 

 

Page 9: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 9 of 30 

1.2.2 PlanforthisAccess This plan details the correct procedure used for testing the SeaPower Platform WEC model  in the QUB wave basin situated  in  Portaferry.  The  scope  of  testing  was  primarily  to  compare  relative  motion  RAOs1  for  multiple configurations  of  a  baseline  device  and  secondarily  to  determine  the  power  curve  and  performance  of  the  best model(s)  using  a  PTO  dynamometer.  Numerical  simulations  have  previously  been  carried  out  on  these  WEC configurations allowing a comparison of this analysis and therefore validation of the numerical model. Procedures described include 

• Assembling, deployment and removal of the SeaPower Platform WEC model • Ballasting of the WEC model for each configuration • Calibration of the SeaPower Platform WEC model 

 

The SeaPower Platform which consists of 3 pontoons was designed and built in‐house at SeaPower headquarters in Ireland. It was designed to be easily modified as the pontoon positions can be easily adjusted using quick release clamps allowing the bodies to be moved in a longitudinal direction. Foam extenders were also available to increase the widths of these pontoons but these were not used during this testing campaign. Instead the focus was on investigating the WEC behaviour as the pontoons were moved relative to each other thus creating devices with different configurations and different overall lengths. Another configuration involved increasing the draught –of the device by inserting more ballast into each pontoon and increasing the amount of the device that was submerged.  

Each pontoon configuration required  ]a hydrostatic calculation  to be conducted  in order  to determine  the related ballast configuration. Access hatches on the top of each pontoon allowed ballast blocks to be inserted and removed with ease decreasing the amount of  idle time between tests   A shakedown of the model  in still water prior to the test also helped to determine a suitable waterline and ballast configuration. The ballast blocks were made up from small pieces of lead arranged in easily manageable blocks with each block weighing 5kg.  

The  aluminium WEC model  had  a  final  displacement  of  180kg  overall  and  approximately  half  of  this mass was comprised of removable  lead ballast blocks. The aluminium model was approximately 4 metres  in  length and was also designed to be disassembled into four light manageable components allowing two people to lift the heaviest of these components with ease. The WEC model was manually placed into the tank by three people and the absorbing beach area around  three  sides of  the  tank provided a working platform  to assemble  the WEC model  into  its  first configuration. The aluminium WEC model without ballast was then towed out to the middle of the wave tank and moored  into position. There  is almost zero  load on the WEC model due to the mooring arrangement which meant that  the moorings did not affect  the draught of  the machine. The ballast blocks were  then  inserted  through  the hatches. The riser cable connecting the WEC device to the data acquisition equipment an approximate distance of 25m ran through the overhead gantry above the tank and was secured with cable ties. These were plugged into the PLC system in the control room. A camera was set up on a stand facing the WEC model in order to record video of each set of runs.  

                                                             1 The Motion RAOs gave an indicator of performance of various machines, and is not considered as fully conclusive in a shape optimisation study. 

Page 10: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 10 of 30 

1.2.2.1 Plan

 Figure  SeaPower Platform 1x scale. Configuration (iii) End View 

 To  facilitate each configuration change  the pontoon spacing of  the WEC model was  to be changed as well as  the orientation of the full device. Therefore  it was essential for a person to enter the tank regularly during the testing period. Each time a configuration was changed the WEC was ballasted again and trimmed appropriately to ensure that the metacentres of both bodies were correct before proceeding.   A master document detailing  the  scheduling of  the entire  testing  campaign was  created prior  to  testing and  this document was adhered to throughout the testing period. Ramp up and ramp down times for the waves as well as a sampling  length  to gather enough data was known before  testing. The  initial estimated  time  to carry out  the  full testing campaign was 15 days.  

Page 11: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 11 of 30 

������

 The  SeaPower  Platform WEC  device was  tested  using  a  number  of monochromatic  tests  on  each  of  the  first  5 pontoon  configurations. Quick  release moorings were  provided  for  changing  the  orientation  of  the WEC model.  Following the monochromatic tests, panchromatic tests were carried out on the two configurations that produced the greatest power output. The objective of these panchromatic tests was to establish the performance data for the newly configured WEC and validate the numerical simulation that had been established.   The wave paddles were operated using the procedures specified in QUB document WP001‐10‐03.  The monochromatic waves  selected  for  this  scale model  are  shown  in  Table    below.  Three wave  heights were selected which were within the range of the capabilities of the tank basin and also the spectrum of a full scale site:  

Table   Monochromatic waves calibrated and used for testing 

Height=80mm     Height=120mm     Height=150mm 

Period [s] Wavelength 

[m]     Period [s) Wavelength 

[m]     Period [s] Wavelength 

[m] 1.00  1.525     1.00  1.543     1.00  1.543 1.22  2.172     1.22  2.194     1.22  2.173 1.45  2.893     1.45  2.893     1.45  2.893 1.68  3.553     1.68  3.554     1.68  3.553 1.89  4.134     1.89  4.185     1.89  4.132 2.13  4.793     2.13  4.794     2.13  4.793 2.25  5.098     2.25  5.099     2.25  5.096 2.33  5.315     2.33  5.315     2.33  5.316 2.56  5.931     2.56  5.932     2.56  5.931 

  The panchromatic waves selected for this scale model are shown in Table  below. Three wave heights were selected which were within the range of the capabilities of the tank basin and also the spectrum of a full scale site:  

Table  Panchromatic Bretschnieder waves calibrated and used for testing 

Height=100mm  Height=125mm  Height=150mm 

        

Tp [s]  Tp [s]  Tp [s] 

1.20  1.20  1.20 

1.40  1.40  1.40 

1.60  1.60  1.60 

1.80  1.80  1.80 

2.00  2.00  2.00 

2.56  2.56  2.56     

Page 12: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 12 of 30 

���� ������� ���

Table 3specifies the data that was recorded during the testing and with the minimum frequency with which  it was recorded.  The  data  acquisition  (DAQ)  system  in  Portaferry  reads  in  the  raw  signals  from  the  two  sensors  and produces results in a comma‐separated value (CSV) file which  corresponded to a test number and sea state. The raw signals were  initially converted  into angular velocity and  torque values about  the hinge  in an excel  file and  these torque, velocity and power figures were also displayed in real time while the test was running.    

Table 3 Information regarding Data that was recorded 

 Data Recorded  Units & Minimum Recording Frequency Water depth  Daily or after every modification of depth 

SeaPower Model positioning/ location in tank  After every modification of model position eg. orientation of model. 

SeaPower Model Ballast arrangement  After every modification of model configuration 

Mooring Stiffness Vertical and horizontal components of mooring 

stiffness were measure after every modification of mooring configuration 

Load Cell  Continuously logged during each test. Output to a CSV file in the form of torque about hinge. Units [N m] 

Position Sensor Continuously logged during each test. Output to a CSV file in the form of angular velocity about hinge Units 

[rad/s] 

Average Power Instantaneous values for angular velocity and torque were measured and averaged at the end of a test run 

for a particular sea state.    

Table 4 Uncertainty related to the Data recorded 

 Data recorded  Uncertainty Water depth  ±1 mm 

CyanWave model position  ±25 mm abs, ±5 mm rel Load Cell (for load and torque measurement)  +‐ 5N ,       +‐ 1.175 N m 

Position Sensor (for absolute position and velocity)  +‐0.1mm,        +‐0.0235 [rad/s]      

Page 13: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 13 of 30 

    

2 OUTLINEOFWORKCARRIEDOUT2.1 SETUP   

 

 

 

 

 

 

 

Figure   Shakedown of the device before the testing campaign. 

   

                   

Figure   Sketch of Mooring Setup – for near zero vertical stiffness, and low horizontal stiffness. 

“Mooring A” 

Page 14: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 14 of 30 

Location of WEC in the tank. Mooring lines not shown. 

 Figure 4  Wave Basin Dimensions and Topography 

  

Page 15: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 15 of 30 

 

                     

Figure 5 SeaPower Platform on station. Monochromatic Waves H=80mm. “Mooring B”; softer mooring configuration 

Page 16: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 16 of 30 

y = 0.7016x ‐ 19.075

‐20

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 50 100 150 200 250

Force [N]

Extension x [mm]

Horizontal Stiffness Front lines

 

2.2 TESTS

2.2.1 MooringsBefore the test began, the mooring anchors and lines were put in place using quick release couplings and connected to the device. There was a total of 4 lines used throughout this testing  campaign.  Two  configurations  of mooring  layouts were  tested.  The  first  configuration  “Mooring A”  referred to  the setting all  four mooring  lines  to a mooring stiffness curve in Figure 6.  The  stiffness  of  the  two  aft  and  forward  lines  were measured  experimentally  using  a  measuring  metre  stick fixed to a reference point and a digital load scales.   The  front mooring  lines  refer  to  the  lines  closest  to  the wave  paddles.  The  back  lines  refer  to  the  lines  furthest from  the wave  paddles.  The  vertical  stiffness was  set  to zero  by  using  a  floating  buoy  arrangement  –  refer  to Figure 3. 

   The forward mooring  lines are the primary  lines. They keep the device on station during heavy seas and they have the biggest effect on power production depending on the mooring line properties. Therefore it is these forward lines 

that  were  changed  creating  a  second  mooring configuration for testing.    By  comparing  monochromatic  RAOs  for  both  mooring configurations,  it  was  found  that  the  softer  mooring arrangement  was  much  better  for  power production.(referred to as “Mooring B”).       

 

 

 

       

0

100

200

300

400

500

600

700

0 100 200 300

Force [N] 

Extension x [mm]

Horizontal Stiffness aft lines

         Figure 6 Horizontal Stiffness – Two Front lines. “Soft”

Figure 7 Horizontal Stiffness ‐ Two aft lines "Stiff" 

Page 17: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 17 of 30 

2.2.2 PontoonConfigurations  The previously tested “baseline” WEC model was modified so as to make it adjustable. This meant that the pontoons could be moved back and forth relative to the hinge allowing 5 different shape configurations with two orientations each to be tested. The first configuration was the original baseline machine as tested  in the HMRC and Strathclyde basins. The four subsequent shapes, (ii) to (v), were variations of the first, and their initial selection coincided with a numerical analysis shape optimisation study carried out by Pure Marine Gen Ltd on behalf of SeaPower Ltd.   The following shape configurations were each tested in the forward and aft configurations:  

(i) Baseline Model, Baseline Mooring, 120mm Draught, Overall Length =3.9m. As tested previously2 (ii) Baseline Model, Hinge Half‐Way, Baseline Mooring, 120mm Draught, Overall Length=3.9m (iii) Hinge Half‐Way, 5m Aft Spacing, Baseline Mooring, 120mm Draught, Overall Length=2.9m (iv) Hinge Half‐Way (565mm to main), 0m Aft Spacing, Baseline Mooring, Overall Length=2.84m (v) 0m Aft Spacing, Baseline Mooring, 120mm Draught, Fwd Pontoon Moved Back to 820mm, 565mm from 

main. Overall Length = 3.35m   The mooring configurations were:  

 (i) Mooring A: 4 point, arrangement, Stiff moorings on all four lines (ii) Mooring B: 4 point arrangement, Soft moorings on front lines and stiff moorings on aft lines 

  The three draught configurations were:  

 (i) WEC draught 120mm  (common across all pontoons) (ii) WEC draught 166mm (common across all pontoons) (iii) WEC draught 166mm on smaller “tail pontoon” and 120mm on main body pontoon 

  The wave directionality tests were:  

 (i) 0 degrees  (facing into headed sea) (ii) 15 degrees  (iii) 30 degrees 

   

                                                             2 E.g. this baseline configuration was tested in HMRC (Panchromatic Power Results are included in the Appendix for Comparison)  

Page 18: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 18 of 30 

 

 Each configuration was tested  in both the forward and aft (reverse) orientation with the model turned around 180 degrees in each case. This gave a total of 10 RAO results in total during the monochromatic testing phase.    

2.2.2.1 PontoonConfigurationsastested(inpictures)  

 

Figure 8:  Five shape configurations with two orientations each (Ten in total) 

   Each configuration was tested  in the  forward and aft orientations. These were designated as 0 degree orientation and 180 degree orientation respectively. RAOs  for each configuration were established and  the best configuration was  selected  as  the  candidate  for  further  tests. By  using  the  configuration with  the  best  results  changes  to  the mooring configuration, device draft and wave directionality could be carried out using monochromatic waves. The configuration  that  gave  the  best  monochromatic  power  capture  was  configuration  (v)  with  180  degree orientation(the bottom right image in  Figure 8). Configuration (i) represents the baseline model.    

Page 19: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 19 of 30 

                        

 Figure 10 Close up of PTO: Stepper Motor Brake, Load cell, Position Sensor (Dynamometer) 

   The best candidate shape was  then used  to  test  the effect of varying draughts. The default baseline draught was 120mm and this was then set to 166mm overall draught by the addition of ballast however this deep draught setting did not improve power capture. Following this test the 120mm draught was adjusted back by removing ballast in the small  pontoon whilst  the  166mm  draught was maintained  on  the  small  ‘tail’  pontoon  only.  The  highest  power capture result occurred during this test. The overall length of the device was 3.9 metres for the baseline compared to 3.35 metres for the improved configuration.   

Figure 9 Best configuration: Scale=1x  Overall length = 3350mm. 180deg orientation 

Page 20: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 20 of 30 

2.3 RESULTS The initial testing focused on motion RAOs for the five main configurations.   Following on from the configurations study the next step was to quantify the effects on power of a deeper draught (heavier) device. It was decided to use configuration (iii) for this.  A deeper 166mm draught would lend itself to the manufacture of  concrete pontoons at  smaller  scales.  It was  found  that a deeper draught did not produce better power  results however  a deeper draught on  the  tail pontoon  only did produce better power  capture  results  for configuration (v).   

 Figure 11 – Graph showing the Impact of a Deeper Draught (166mm) on Power Output 

    

 Figure 12 ‐ Graph showing the Impact of a Shallower Draught (120mm) on Power Output 

  As  can be  clearly  seen  from  the graphs on  Figures 11 and 12the  shallower draught device was better  for power production than the deeper draught. The third configuration of draught which involved leaving the deeper draught on the smaller “tail” pontoon and reverting to a more shallow draught for the other larger body gave the best results 

0

200

400

600

800

1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 4.50 5.00 5.50 6.00

W/m

2  H

Wavelength in Test Basin [m]

Power RAO Monochromatic, Config (iii) "Deep Draught" (166mm)

0

200

400

600

800

1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00

W/m

2  H

Wavelength in Test Basin [m]

Power RAO Monochromatic, Config (iii) Shallow Draught (120mm)

Page 21: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 21 of 30 

overall   for power production and these are shown on Figure 13.  It  is assumed that  in terms of Cost of Energy the deeper  draught  in  this  situation would  not  contribute  to  higher  capital  expenditure  (CAPEX)  of  device  since  the draught mainly comes from ballast material which is not expensive. This deeper draught on the smaller body would also  suit  concrete  construction  because  the walls  of  a  concrete  vessel would  be  thick  and  heavy  and  require  a relatively deep draught to begin with.  The  following graph  shows  the mechanical power captured on  the  final device  in monochromatic  sea  states. The power is reported here at Scale=1x and can be interpolated to larger scales quiet easily. This graph was for the best configuration with  soft moorings,  166mm  draught  small  pontoon  only  and  180  degree  orientation  to  the waves meaning the small pontoon would face away from the wave paddles. This is shown in Figure 9. The graph of power RAO was plotted against wavelength and these wavelengths correspond to wave periods as outlined  in Table . The peak period occurs at between T=1.45s and T=1.68s.   

 Figure 13: A Power RAO graph for the Device that gave optimum Power Output during Monochromatic testing 

 The next step was to look at the variation of power as the wave directionality changed. It was noted that the power did  not  drop  off  significantly  at  small  angles,  especially  up  to  15  degrees.  At  30  degrees  the  power  noticeably dropped whilst still remaining relatively high. The peak power dropped from 900 W/m2 H to 600 W/m2H over the 30 degree range. This is equivalent to power drop offs as indicated by the following graphs:    

 

0100200300400500600700800900

1000

1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00

W/m

2  H

Wavelength in Test Basin [m]

Power RAO Monochromatic, New Configuration, Shallow Draught Main, Deep Tail Draught, 180 degree orientation

0

200

400

600

800

1000

1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00

W/m

2  H

Wavelength in Test Basin [m]

Power RAO Monochromatic:   15 deg Directional Wave

Page 22: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 22 of 30 

  

  

Figure 14: Power RAO graphs showing the Impact of Wave Directionality 

  

     

0

200

400

600

800

1000

1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00

W/m

2  H

Wavelength in Test Basin [m]

Power RAO Monochromatic:   30 deg Directional Wave

Page 23: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 23 of 30 

    

                            Figure  Panchromatic Power Capture SPPCTP testing ‐ Coulomb Damping, not fully optimised 

   

 Figure  Panchromatic Power Capture HMRC testing 2012 for comparison 

    

Page 24: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 24 of 30 

 

2.4 ANALYSIS&CONCLUSIONS 

• The WEC performance is sensitive to changes in length.  • According to the graph on Figure  there is a very wide power capture bandwidth associated with this WEC. • The  rectilinear mechanical brake on board  served  as  an  excellent PTO  system  emulator  and  allowed  the 

engineers to apply various levels of constant force damping and measure power accurately in real time in a sea state. 

• Despite  the shallow nature of  the  facilities,  the power was comparable  to previous  tests  in deeper water. The use of Coulomb or constant force damping settings as opposed to optimised linear damping settings did not result in much reduction of power even though  a approximate reduction of 20% was expected.  

• The SeaPower Platform  is designed to operate as a deep water  floating platform, not because  it  is a deep draught device but because of the higher occurrences of energetic waves further offshore than in shallower waters near shore. In relative terms the water depth in the basin used during this testing campaign was not ideal. Although the power  in a wave  is approximately the same whether deep or shallow,  it was estimated that there may have been a 10%  loss of power due to friction effects on the tank basin floor. Also the aft parts of the WEC were operating very close to the sloped floor of the tank were the water depth would have been beginning  to decrease and  some degree of hydrodynamic  losses would also be associated with  the motions of the WEC in these more shallow conditions. 

• It  is thought that this WEC device  is not sensitive to small wave directionality changes although a site with consistent  wave  direction  would  be  preferred.  Certainly,  between  the  +‐15degrees  range  there  is  no measurable  degradation  in  power.  Further  testing  of  the  device  regarding wave  directionality would  be required to verify this crude prediction.  

• A softer mooring system is preferred  in terms of power capture when compared to a more stiff system. This implies  low  stiffness  in  the vertical and horizontal  component directions  from  the mooring points on  the WEC. 

 

3 MAINLEARNINGOUTCOMES3.1 PROGRESSMADE

3.1.1 ProgressMade:ForThisUser‐GrouporTechnology An assumption has been made that changes and improvements to the model (reduced cost or increased power) can be determined easier using monochromatic waves. This made the testing of multiple configurations quicker as monochromatic seas were developed much quicker in the tank and average powers were very quickly determined for each configuration change.  Optimising power in panchromatic runs would involve many weeks more of testing, analysis  and learning time in order to optimise the damping to the WEC to provide the best power output.  

Although the performance of the device is obviously different in more realistic, irregular panchromatic waves, running the tests in monochromatic waves proved to be a simple and effective way to compare designs and discover possible improvements. Although SeaPower Ltd have their own wave flume for testing, such discoveries are only possible in a  larger basin  where realistic moorings can be used and wave reflections from side walls are minimised .  

 

    

Page 25: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 25 of 30 

          

3.1.1.1 NextStepsforResearchorStagedDevelopmentPlan–Exit/Change&Retest/Proceed? 

3.1.2 ProgressMade:ForMarineRenewableEnergyIndustry The marine  renewable  energy  industry,  in  particular  ocean wave  energy,  could  benefit  from  the  power  take‐off (PTO) method deployed in this small scale model. This method of measuring power could potentially prove to be an inexpensive method of determining average and rated powers for any scale of device. SeaPower intend to employ a similar method of measuring power for the larger “¼ scale WEC” device planned.   In order to measure power from the SeaPower Platform, a novel and simple PTO system was deployed on board the model consisting of an adjustable  linear brake dynamometer. A  stepper motor connected  to a calliper brake was controlled  from  the  control  room via Ethernet  cable. A  constant  force also known as  stepped Coulomb Damping (Falcao, 2007) was applied  in each  sea  state with  the magnitude of  this damping  load applied  to  the WEC being known in advance due to a numerical simulation. It was found during testing however that there were differences of about  +‐20%  in  the  ideal  damping  torque  required  for  obtaining  best  average  power. Many  of  the  runs  were repeated in order to find the optimum Coulomb damping torque for the system. The control strategy for such a PTO system would be far easier to implement than a linear damping strategy.     Monochromatic test runs in different wave heights allowed the damping torque to be found per metre wave height. This method of applying damping settings and measuring power out  from a  load cell and position sensor was  the first  time  such  a PTO was  attempted within  the  company.  It proved  to be  very  successful method of measuring average  mechanical  power  in  each  sea  state  and  estimating  rated  power  for  Hsdesign3.  Previous  attempts  at measuring power involved using a linear damper valve which consisted of a hydraulic ram and adjustable valve along with  load  and  position  sensor.  Comparing  results  with  previous  tests  showed  that  there  was  no  discernible difference between  linear damping and Coulomb damping when  it came  to average powers as predicted.  (Falcao, 2007). Power RAO graphs plotted were obtained by using  this Power  take off system / mechanical dynamometer with the mechanical power being measured in each case and in each configuration.    

3.2 KEYLESSONSLEARNED 

• A  thorough mechanical, electrical and data  logging dry  test  (shakedown) of  the model before  the arrival, deployment and recovery of the model is very helpful. 

• Wave  slamming was  observed  to  occur  on  the wall  of  the  pontoon  facing  the  oncoming waves.  These slamming loads could be avoided if that face was tapered into a convex shape which would also lower drag forces and hence cost when towing the WEC out to a deployment site. 

                                                             3 Hs,design. Maximum significant wave height [metres] that the PTO is operational. Rated Power would occur here. 

Page 26: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 26 of 30 

• A shallow tank maybe suitable for testing deep water WEC models as the results are similar to deeper water with some evidence of degradation  in power arguably due  to  the shallowness and  therefore  floor  friction present. 

• Adjustment of the PTO damping settings to achieve optimum power output proved challenging but possible. It was necessary to repeat some test runs to arrive at the optimum levels.   

• In the extreme short period and high wave height waves, the mooring lines and anchors seemed to be under the highest  loading conditions with snatching observed. The design of the moorings for a  larger device will be  challenging. Although  the mooring  lines  and  anchors  showed  a  great deal of  endurance  at  this  scale, there was some movement observed and resetting of the anchors in the shorter period waves. 

• The safe/survival mode for the machine may  indeed be when the bodies are unlocked. This  is because the largest relative angles observed and measured were below the design threshold even  in the  largest waves. The PTO strokes were never exceeded although the largest wave produced was 150mm which is equivalent to 5.4 metres at very large scale. Larger waves exist so although the machine definitely does not require end stops, a different PTO type with no end stops such as rotational PTOs would be beneficial. 

• Where motion response is best, lower torque values are required for power capture. • Lower magnitudes of WEC hinge torque result from the Coulomb force PTO damping strategy tested here, 

compared with higher values of torque requirement from a linear damping strategy tested previously4 • The WEC configuration has slightly changed from the previous baseline model. The WEC is now shorter at 1x 

scale, with an overall length of 3.35m for the approximately the same amount of power. This means that the Cost of Energy has been improved.  

• The  next  phase would  be  to  build  a  larger  “¼  scale machine”  for  a  suitable ¼  scale  test  site  off  shore. (scale=5x). The overall length of such a SeaPower Platform would be 16.75m long for such a machine and the power  could  be measured  using  a  similar  dynamometer  brake  over  a  full  year  of  testing  to  confirm  the powers measured at smaller scale. The  torques and velocities could be scaled according  to Froude scaling laws to size the PTO adequately.  

 

4 FURTHERINFORMATION4.1 SCIENTIFICPUBLICATIONSList of any scientific publications made (already or planned) as a result of this work: 

None 

4.2 WEBSITE&SOCIALMEDIAwww.seapower.ie Please see SeaPower Platforms YouTube channel for videos of this testing campaign in Portaferry.  

5 REFERENCESFalaco, A. d. (2007). Modelling and Control of an Oscillating .  Marine Renewable Energy Guide.  (2013). Tank Testing of Wave Energy Conversion Systems. EMEC. Retrieved from 

EMEC.   

                                                             4 in HMRC 2012 

Page 27: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 27 of 30 

 

6 APPENDICES6.1 STAGEDEVELOPMENTSUMMARYTABLEThe  table  following  offers  an  overview  of  the  test  programmes  recommended  by  IEA‐OES  for  each  Technology Readiness Level. This is only offered as a guide and is in no way extensive of the full test programme that should be committed to at each TRL.  

Page 28: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 28 of 30 

Page 29: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 29 of 30 

6.2 ANYOTHERAPPENDICES

6.2.1 MaximumTorquesandVelocities  

 Figure  No PTO damping (survival mode). Largest rotational velocities and swept angles 

   

 Figure  PTO locked Largest PTO torques measured per metre Hs wave height 

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

0.00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0

1.00 1.50 2.00 2.50

Hinge Rel. V

elocity

  rad

 s‐1/m

Hs

Tp [s]

Panchromatic Waves  ‐ No PTO DampingMax velocities per metre Hs

Mean Hinge Rotational VelocityMax Hinge Swept Angle

0

50

100

150

200

250

300

1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20 2.40 2.60

Hinge Torqu

e Nm/m

Hs

Tp [s]

Panchromatic Waves ‐Maximum Torques per metre HsPTO locked up

Peak Torque about Hinge

Page 30: Marine Renewables Infrastructure Network · Infrastructure Access Report: SPPCTP Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 5 of 30 EXECUTIVE SUMMARY The SeaPower wave energy converter (WEC) is

  Infrastructure Access Report: SPPCTP 

Rev. 02, 22‐Oct‐2014 Page 30 of 30 

  

6.2.2 Dimensionsofbestconfiguration                 

6.2.3 Variationofwavedirection–plottedonsamegraph 

 Figure 20 Impact of Wave Directionality on Power Output 

 

Figure  Dimensions of Best Configuration. Boxed dimensions were altered during the test