Optimal styrning av ett resonant vågkraftverk

There is an increasing demand for electricity throughout the world. In addition, it is desired to produce a significant amount of this electricity in environmentally friendly ways. One way to do this is to harvest energy from ocean waves. Many different solutions have been proposed worldwide but to this point no solution which is both effective and able to withstand the environment in the oceans has been developed. The company CorPower Ocean is currently developing a Wave Energy Converter inspired by the pumping principles by the human heart. A newly invented mechanism for phase control called WaveSpring is believed to solve many of the problems that have stopped previous solutions from success. The purpose of this thesis is to analyze the usage and tuning of the WaveSpring for different wave conditions. Basically the thesis can be divided into two parts. One part is rather analytical and aims to find a good strategy for how the WaveSpring can be used to brake the motion of the WEC when needed. The other part aims to find an optimal strategy for tuning the WaveSpring while considering energy costs for doing so. To do so an optimization problem is formulated and solved. Behovet av elektricitet ökar i hela världen och en stor del av den ökade produktionen bör komma från miljövänliga källor. En förhållandevis outforskad energikälla som är miljövänlig och har stor potential är havsvågor. Många förslag på hur man kan utvinna energi ur havsvågor har presenterats men hittills har ingen lyckats kombinera effektivitet och tålighet. Detta på grund av att förhållandena på havet är mycket tuffa och ställer stora krav på hållbarhet, något som ofta leder till dyra lösningar. Corpower Ocean håller nu på att utveckla en prototyp för att utvinna energi ur havsvågor på ett kostnadseffektivt sätt. Denna prototyp är inspirerad av det mänskliga hjärtat. En ny mekanism, kallad WaveSpring, med syfte att kontrollera prototypens fas har uppfunnits och man tror att denna mekanism kommer att lösa många problem som stoppat tidigare försök. Syftet med detta examensarbete är att undersöka hur denna mekanism kan användas och hur den ska ställas in för att få optimal produktion av elektricitet under olika vågförhållanden. Detta examensarbete kan delas in i två delar. En del går ut på att ta fram en strategi för hur WaveSpring kan användas för bromsa rörelsen. Den andra delen går ut på att ta fram en plan för hurWaveSpring ska ställas in för olika vågförhållanden. För att bestämma en sådan plan har ett optimeringsproblem formulerats och löst