采用Xsens传感器的突破性设计潮汐发电机，在复杂水文环境中保持稳定

开发可再生能源是应对气候危机的重要措施。太阳能和风能是可再生能源领域的重要类型，但它们的生产具有不可预测性和间歇性，这对电力运营商来说是个问题。    

不过有一种可再生能源非常容易预测：潮汐发电。由于潮汐是由天体运动引发的，因此可以精确地预测潮汐的时间，从而使电力运营商能够满怀信心地规划潮汐发电机来进行发电。    

这解释为什么人们对英国潮汐发电创新企业Orbital Marine Power产生兴趣。Orbital公司在许多潮汐涡轮机制造商失败的地方取得了成功，它开发了一种独特的浮动结构，在两条可伸缩的支腿上各安装了一台涡轮机。它在苏格兰奥克尼海岸的系统可产生2兆瓦的额定功率，帮助英国国家电网减少对化石燃料的依赖。   

然而北大西洋的工作环境对电气和电子系统来说是残酷的，这就是Orbital依靠坚固耐用的Xsens MTi惯性传感器来保持浮动涡轮机结构稳定的原因。MTi惯性传感器被集成到Gable公司的Gable IMU系统中，该公司创建了一个EtherCAT接口，将Xsens传感器无缝集成到Orbital潮汐发电机等工业应用中。这种组合利用了Xsens传感器的精度优势，确保在恶劣的条件下也能发挥可靠的性能。    

Orbital设计团队的突破源于他们对将潮汐涡轮机固定在海底的观察：许多采用这种方法的公司都因租用施工船只和建造固定水下结构的巨额成本而耗尽资金。Orbital O2发电机的浮动结构省去了这些建造成本，并使用更简单的系泊系统来固定船体。在船体的两侧各有一个可伸缩的支腿，支腿上装有一个涡轮机：这部分结构可以降低到最有能量的潮汐流所在的深度，或者在预报极端天气时升高以保护结构。     

为了使涡轮机能有效地工作，其结构必须保持稳定的地理位置和姿态：过度移动（滚动或俯仰）会减少通过涡轮机的流量，从而影响总功率输出。它必须在极具挑战性的条件下保持稳定的位置：Orbital船体漂浮在潮汐流特别强的岛屿之间的狭窄水道中，并且暴露在风、浪、咸水和阳光下。    

在所有条件下保持稳定的站位（固定的位置和姿态），这需要一系列传感器：包括用于测量潮汐流速的多普勒传感器、两条支腿上的负载计、用于地理定位的GPS卫星传感器以及风速计等各种气象传感器。此外，Xsens MTi传感器还负责持续测量船体的俯仰和滚动以及低频振动。MTi传感器以精度和性能而著名，这些设备被广泛应用于以毫米级精度测量运动的领域，对于Orbital来说绰绰有余。    

Orbital动力系统经理Angel Rua Santaclara确信，在Movella的MT软件套件提供的全面磁校准功能的支持下，MTi传感器的性能将满足潮汐发电机的需求。     

Angel同时表示：“同样重要的是传感器能够在恶劣的海洋环境中可靠运行。根据设计船体内部是干燥的，这有利于维修和维护。但不可避免的是，浮动海洋结构总是会暴露在盐水和潮湿的环境中，因此我们使用的每个电气和电子元件都必须经过严格的规范，以承受这些恶劣的条件。”

“因此，Orbital公司的第一反应是使用石油天然气行业中用于钻机和钻井平台的专业运动传感器。但我们发现，这些传感器的规格超出了我们的要求。例如它们可以在很深的海底工作，这意味着价格昂贵。我们很高兴发现MTi惯性传感器系列，因为它能提供我们所需的性能。Gable IMU的外壳防护等级为IP67，这意味着它可以在发电机内潮湿的环境中正常工作，并能与盐水反复接触。自从传感器安装到我们位于奥克尼海岸的发电机上，它就一直可靠地运行着。”    

Angel表示通过安装O2，公司证明了潮汐发电的可行性，目前正准备扩大经营规模并建造更多的发电机，用于英国水域及其他地区。他表示：“潮汐发电可以为电网实现无碳未来做出贡献，潮汐发电可以部署在任何有强大潮汐流的地方。我们的设计，包括控制船体运动的传感器系统，现已得到验证，我们期待着向全世界提供我们的设计。”