Consequences of Magnetic Properties in Stainless Steel for a High-efficiency Wave Power Generator

• Main Authors: Sheikh Abdi, Mohamed, Gebresilassie, Yosef
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik 2018
• Subjects: stainless steel; wave power; permeability; Marine Engineering; Marin teknik
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-229479

A new kind of wave power generator is being developed at KTH Royal Institute of Technology which potentially can reach an efficiency of 98 %. However, this generator’s small air gap sets strict requirements on the stiffness of the structure to withstand the large magnetic forces. The structure, therefore, need to be both stiff and non-magnetic. To tackle that problem austenitic stainless steel will be used. Then again, austenitic stainless steel tends to become slightly magnetic because of impurities and mechanical stress. The purpose of this report is to study the magnetic properties of the austenitic stainless steel and observe how mechanical stress can change their properties. Moreover, economic and environmental aspects considering the use and production of the steel are studied. Two experiments were applied to measure the magnetic properties, using an LCR-meter and an electrical circuit with a current amplifier. Both methods showed that mechanical stress will result in changing the magnetic property of austenitic stainless steel. Some steel types were less affected by the mechanical stress applied leading to the conclusion that they are more effective when placed near the generator’s air gap. Regarding sustainable development, it is uncertain to determine the impact the generator has on the environment, mainly because of the steel types manufacturing process is unknown. On the contrary, the maintenance costs of the generator are predicted to be low and if the prototype fulfills the efficiency expectations it will have a huge impact on the future of wave power technology. === En ny typ av vågkraftsgenerator utvecklas på KTH som potentiellt kan uppnå en verkningsgrad på 98%. Denna generators lilla luftgap ställer dock strikta krav på strukturens styvhet för att stå emot de stora magnetiska krafterna. Strukturen måste därför vara både styv och icke-magnetisk. För att ta itu med det problemet kommer austenitiskt rostfritt stål att användas. Sedan tenderar austenitiskt rostfritt stål att bli något magnetiskt på grund av föroreningar och mekanisk stress. Syftet med denna rapport är att studera austenitiskt rostfritt ståls magnetiska egenskaper och observera hur mekanisk stress kan förändra deras egenskaper. Dessutom studeras ekonomiska och miljömässiga aspekter som beaktar stålets användning och produktion. Två experiment utfördes för att mäta de magnetiska egenskaperna, med användning av en LCR-mätare och en elektrisk krets med en strömförstärkare. Båda metoderna visade att mekanisk stress kommer att leda till förändring av den magnetiska egenskapen hos austenitiskt rostfritt stål. Vissa ståltyper påverkades mindre av den mekaniska påfrestningen som ledde till slutsatsen att de är mer effektiva när de placeras nära generatorns luftgap. När det gäller hållbar utveckling är det osäkert att bestämma vilken påverkan generatorn har på miljön, främst på grund av att detrostfria stålets tillverkningsprocess är okänd. Tvärtom förmodas att underhållskostnaderna för generatorn komme vara låga och om prototypen uppfyller effektivitetsförväntningarna kommer det att ha en stor inverkan på framtiden för vågkrafttekniken.