Betrouwbaarheid is het belangrijkste kenmerk van elk drijvend Lidar-systeem en is een kernprincipe van de ontwerpfilosofie van Blue Aspirations.Gebaseerd op de expertise van ons team op het gebied van ontwerpprincipes uit de telecommunicatie-industrie, legt het systeem de nadruk op redundantie in de belangrijkste componenten.Het commerciële model werd ook iteratief ontworpen met behulp van simulaties om faalpaden te modelleren en afzonderlijke faalpunten te elimineren.Belangrijke voorbeelden van hoe deze principes worden belichaamd in het zwevende Lidar-systeem zijn onder meer:
Omdat de beweging van de boei de metingen van de LiDAR-windrichting en windsnelheid beïnvloedt, is het systeem van Blue Aspirations uitgerust met een bewegingssensor om pitch- en roll-gegevens met hoge resolutie te verzamelen, en koers- en DGPS-sensoren om nauwkeurige koersinformatie te verkrijgen.Ons gepatenteerde algoritme gebruikt vervolgens een projectiemethode om de LiDAR-windsnelheidsgegevens te corrigeren naar het juiste horizontale vlak.Door de LiDAR-installatiehoek te berekenen ten opzichte van het ware noorden van de koerssensor, kan het systeem eveneens de verzamelde windrichtingsgegevens omzetten naar de juiste hoek.
Modules | Details |
Boei |
-Diameter: 5m -Hoogte: 9m -Gewicht: 14,5t -Netto drijfvermogen: 10,5 ton -Structuur: meerdere kasten -Materialen: PE, koolstofstaal, roestvrij staal |
Afmeersysteem |
-Waterdiepte: >5m -Anker: cementblok en/of meeranker -Afmeren: éénpuntsafmeren -Verstelbaar om te voldoen aan locatiespecifieke vereisten, inclusief diepe waterdiepte -Meerdere afmeersystemen zijn ook beschikbaar |
Controle systeem |
-Industriële PLC -of de ingebouwde controller van BA |
LiDAR's |
-LiDAR's:Dechte LiDAR(standaard) (Windcube offshore-versie; ZX 300M, Movelaser B300M) |
Stroomvoorziening |
-Batterijcapaciteit: totaal 60 kWh in meerdere groepen; -Windturbines: 2×350W; -Zonnepanelen: 1600W, meerdere groepen; - Brandstofcellen: 2x110W met 224L brandstof (optioneel) |
Navigatie systeem |
-AIS×1 -Radarreflector×2 -IALA-compatibel navigatielicht1×-1 Ondersteunt dubbel navigatielicht, maar moet voldoen aan de vereisten van de lokale overheid |
Positioneringssysteem |
-Richtingen: 0-360° -Richtingsnauwkeurigheid: 0,09° (2m basislijn) - Positioneringsnauwkeurigheid: 0,5 m (horizontaal, SBAS-modus) |
Bewegingssensoren | -GNSS-INS-sensor×2 of GNSS-INS-sensor×1 en MRU-sensor×1 |
Communicatie systemen |
-SAT-modules: Iridium SBD×1, andere breedband SAT-datamodules (optioneel); -Mobiele netwerken: 2G/3G/4G×1;2.4G/5G Wi-Fi×2;Lokale Ethernet-verbinding |
Gegevensverzameling |
-Dubbele industriële pc's -Interfaces: serieel×6, Ethernet×2 |
Hydrologische sensoren |
-Doppler-stroomsensor -Golfsensor en waterdieptesensor -Waterzoutgehalte en temperatuursensor |
A. TOEZICHT
Het zwevende LiDAR-systeem van Blue Aspirations is uitgerust voor systeemstatus op afstand, gegevensgezondheid en camerabewaking.
Systeemstatusbewaking volgt elke twee uur de volgende parameters:
· systeemspanning;
· batterij voltage;
· status van de voeding;
· luikstatus;
· lekkagestatus;
· GPS-locatie;En
· offset-afstand
Gegevensgezondheidsmonitoring houdt elke twee uur de volgende parameters bij:
· status van bewegingsgegevens;
· positionering en richtingsstatus;
· LiDAR-gegevensstatus;En
· gegevensstatus van het weerstation.
Camerabewaking omvat onder meer foto's en video's. Als er breedband satellietcommunicatie of een mobiel netwerk aanwezig is, kunnen deze ook binnen enkele seconden worden gedownload.
B.ACQUISITIEEN TRANSMISSIE
Het systeem slaat de verkregen gegevens op op de SSD-schijven van zijn redundante IPC (“industriële PC”) servers.Het voert dagelijks automatisch bewegingscorrectie uit en slaat gecorrigeerde gegevens van 1 seconde en gemiddelde gegevens van 10 minuten op.Als er een breedbandcommunicatiesignaal beschikbaar is (bijvoorbeeld een 3G/4G-netwerk), uploadt het systeem zowel gegevens met hoge resolutie (LOS-gegevens en windgegevens van 1 seconde) als gegevens over een gemiddelde van 10 minuten.Anders worden slechts 10 minuten gemiddelde gegevens geüpload naar onshore-servers via smalbandige satelliet-SBD-modules.Onshore-servers kunnen ook door de klant ter beschikking worden gesteld.
Bovendien kan Blue Aspirations hoogfrequente bewegingsgegevens, LiDAR LOS-gegevens en golfspectrumgegevens leveren om toekomstige naverwerking mogelijk te maken naarmate de technologie voor zwevende LiDAR-gegevensverwerking evolueert.
Overzicht van gegevensverzameling en -overdracht
Verzending en levering
Lokale kopie
Het systeem is uitgerust met dubbele Wi-Fi-routers (die zowel 2.4G- als 5G-banden ondersteunen) waarvan de stroomvoorziening wordt geregeld via dubbele SAT-verbindingen.Met Wi-Fi-verbinding en authenticatie kunnen beheerders via (S)FTP alle gegevens van de beide IPC-servers in de boei downloaden.
Upload gegevens over een gemiddelde periode van 10 minuten naar de onshore-server
Als er geen mobiel netwerk aanwezig is, worden de gegevens over een periode van 10 minuten automatisch dagelijks geüpload naar onshore-servers via dual SAT SBD of een SAT-breedbandzender.Anders wordt voor het uploaden een mobiel netwerk gebruikt.
Upload gegevens met hoge resolutie naar de onshore-server
Als er een mobiel netwerk beschikbaar is of een SAT-breedbandzender is uitgerust (optioneel), kunnen de sensorgegevens met hoge resolutie (inclusief LiDAR) via rsync of SFTP naar onshore-servers worden geüpload.
Levering aan klant
Er zijn verschillende opties beschikbaar voor automatische en veilige levering van gegevens aan de klant.E-mailbezorging met gecodeerde bijlagen of automatisch uploaden van SFTP-bestanden hebben de voorkeur.De dataleveringsdienst wordt door Blue Aspirations zelf onderhouden zonder enige 3rdbetrokkenheid van partijen.
Lokale server
Het is mogelijk dat clients hun lokale server opzetten, de gegevens kunnen alleen naar de lokale server worden verzonden om de gegevens veilig te houden.
C. OPSLAG EN TOEGANGSCONTROLE
Het subsysteem voor gegevensopslag houdt altijd redundante kopieën bij (zowel lokaal op het zwevende LiDAR-systeem als op onshore-servers) om onverwacht gegevensverlies te voorkomen.Het gegevensbestand is ook gecomprimeerd met wachtwoordbeveiliging in 7z- of zip-formaten.Dit wachtwoord is alleen bekend bij een geautoriseerde medewerker(s) van Blue Aspirations en haar opdrachtgever.
Het zwevende LiDAR-systeem bevat twee IPC-servers.Ruwe bewegingsgegevens, LiDAR-gegevens en gegevens van andere sensoren worden gesynchroniseerd op de SSD-schijven van beide servers.Toegangscontrole is ingeschakeld in het IPC-besturingssysteem van het systeem en alleen geautoriseerde technici krijgen toegang.
Nadat de gegevens naar onshore servers zijn geüpload, worden deze gecomprimeerd en gecodeerd (opnieuw wordt de toegang alleen beperkt tot geautoriseerde medewerker(s) van Blue Aspirations).Er wordt een back-up van de gegevens gemaakt op de server.
Blue Aspirations zal cloudservers gebruiken in het lokale land van de site of op basis van verzoeken van klanten om onshore gegevensopslag.
D. RAPPORTAGEFORMAAT
Blue Aspirations levert doorgaans dagelijks gegevens aan klanten in een Excel-bestand met één kolom voor elke gemeten parameter.We voegen een rapport toe met een samenvatting van de windgegevens en andere parameters van elke maand, inclusief opmerkingen over het gedrag van het zwevende LiDAR-systeem, het weer, de beschikbaarheid, enz., indien van toepassing.Voorbeeldgegevens en
maandelijkse rapportageformaten zijn hieronder opgenomen.Daarnaast verzorgen wij klantspecifieke databestanden en maandrapportages.
Het drijvende LiDAR-systeem van Blue Aspirations is uitgerust met de volgende voedingssystemen:
l Batterijbanken: 4 groepen, totaal 60 kWh;
lWindturbines: 2×350W
lZonnepanelen: 1600W, meerdere groepen
l Brandstofcellen: 2 x 110 W, 8 tanks brandstof, totaal 248 kWh
Systeemvermogenanalyse
Energie opgeslagen | Batterijen (12v, 250AH) x 20 | Brandstof (M28, 31 kWh) x 8 |
308 kWh | 60 kWh | 248 kWh |
Enkele of dubbele LiDAR | Dagelijks energieverbruik van het systeem | Dagen alleen met batterijen en brandstof |
Enkele ZX LiDAR | 125 W x 24 uur --> 3 kWh (dagelijks) | 102 dagen |
Enkele windkubus LiDAR | 85w x 24u -->2,04kwh (dagelijks) | 150 dagen |
Dubbele LiDAR | 180 W x 24 uur --> 4,32 kWh (dagelijks) | 71 dagen |
Stroomanalyse in het project van OWA STAGE 2 Verificatie in Dundee, Schotland( 6 maanden)
Totale energie opgewekt in het project (kWh) |
Zonne-energie Opwekking (kWh) |
Windkracht Opwekking (kWh) |
Brandstofcelkracht Opwekking (kWh) |
|
Totaal | 1148,51 | 880.14 | 210,81 | 57,56 |
Dagelijks | 6.38 | 4,89 | 1.17 | 0,32 |
Uit de tabellen kunnen we zien dat het totale systeemverbruik (dagelijks) van de drijvende LiDAR kan worden gedekt door de energie die wordt opgewekt door zonnepanelen en windturbines, zelfs als beide LiDAR's zijn ingeschakeld.
Ons voedingssysteem is voldoende om het zwevende LiDAR-systeem te ondersteunen met een dubbel LiDAR-systeem (Hot standby).We maken ook gebruik van een energievoorspellingssysteem om de opbrengst van windturbines en zonnepanelen aan boord te voorspellen en om strategieën voor energieverbruik beter te plannen.
De onderstaande grafiek toont een typisch systeemspanningsprofiel.We houden het systeem continu ruim boven het spanningsveiligheidsniveau van 24,5 V.