Os sistemas de dessalinização por ondas representam uma solução inovadora para a crise global de água doce, aproveitando as características complementares da osmose reversa da água do mar e dos conversores de energia das ondas.
No entanto, os altos custos desse sistema constituem uma barreira significativa para sua adoção em larga escala.
A otimização pode ajudar esses sistemas a atingir um custo nivelado da água mais competitivo, mas a natureza altamente acoplada do sistema exige uma abordagem de otimização de projeto multidisciplinar. Este artigo apresenta uma estrutura holística e multidisciplinar de otimização de projeto para sistemas de dessalinização por ondas, integrando modelos para a hidrodinâmica do conversor de energia das ondas, transmissão de energia, restrições da osmose reversa da água do mar e análise econômica.
Este estudo demonstra o impacto da otimização de projeto multidisciplinar para sistemas de dessalinização por ondas, resultando em uma redução de 69,5% no custo nivelado da água em comparação com um projeto nominal.
Demonstramos que a otimização de projeto multidisciplinar supera as abordagens de projeto sequenciais, resultando em custos nivelados da água mais baixos e projetos ótimos substancialmente diferentes. Os resultados da otimização de projeto multidisciplinar sugerem mudanças significativas no projeto em comparação com os projetos encontrados na literatura. Notavelmente, conversores de energia das ondas menores e pistões maiores, juntamente com acumuladores menores e instalações maiores de osmose reversa de água do mar, são preferidos.
Essas tendências de projeto são consistentes em uma variedade de condições marítimas, sugerindo potencial generalização para além de um único local. Este estudo demonstra a importância da modelagem holística e do projeto conjunto para sistemas de dessalinização acionados por ondas e estabelece uma estrutura de otimização eficaz para estudos futuros.
Autores: Nate DeGoede, Maha N. Haji
Fonte: ARXIV
