Mr Matthew Allmark

Cyhoeddiad

• Date
• Type

Ymchwil

Rwyf wedi bod yn gweithio ym maes ymchwil ynni llif llanw ers 10 mlynedd. Yn benodol, rwy'n gweithio ar agweddau ar ynni llif y llanw sy'n rhoi gostyngiad yng nghost ynni llif y llanw ar y blaen - gan nodweddu'r llwythi dynamig y mae dyfeisiau llif y llanw yn eu hwynebu, gan weithredu atebion rheoli gwell ar gyfer ynni llanw, ymchwilio i sut i leihau llwythi ar rotorau tyrbin llif llanw ac yn olaf, ymchwilio i ffyrdd newydd o fonitro a gwneud y gorau o weithrediad dyfeisiau ynni llif llanw. Rwy'n ymgymryd â'r ymchwil hwn trwy ymchwiliadau arbrofol a gynhaliwyd ar y raddfa 1/20fed ac efelychiadau rhifiadol (BEMT, BEM, CFD, SIMULINK). Agweddau eraill ar ynni llif llanw Rwy'n angerddol am ymchwil yw cymhwyso'r dechnoleg i ddarpariaeth ynni ar raddfa gymunedol yn aml ar gyfer cymunedau anghysbell. Yn ddiweddar, rwyf wedi bod yn ehangu fy mhortffolio ymchwil i ystyried mathau eraill o ynni adnewyddadwy ar y môr yn ddiweddar gan astudio goblygiadau ac ymarferoldeb defnyddio ynni gwynt i gynhyrchu hydrogen gwyrdd ar gyfer llongau diwydiannol. 

Trosolwg Ymchwil: 

Rwy'n ymchwil ynni adnewyddadwy alltraeth pwrpasol gyda ffocws ar ynni llif llanw. Mae fy niddordebau ymchwil yn cynnwys:

• Lab-Scale profi tyrbinau llif llanw. 
• Llwytho tyrbinau llif llanw.
• Strategaethau lliniaru llwyth ar gyfer tyrbinau llif llanw. 
• Modelu tyrbinau llif llanw ymateb i amodau llif stocastig ac eithafol (CFD, BEMT)
• Datblygu algorithmau rheoli ar gyfer tyrbinau llif llanw. 
• Datblygu dulliau monitro newydd a strategaethau optimeiddio O&M ar gyfer tyrbinau llif llanw. 
• Defnyddio technoleg llif llanw i gynhyrchu ynni ar raddfa gymunedol. 
• Optimeiddio cynllun arae a modelu/efelychu rhyngweithio array. 
• Defnyddio ynni gwynt ar y môr i gynhyrchu gwyrdd-hydrogen. 

Prosiectau Ymchwil Cyfredol: 

Rhaglen Ymchwil Artig Canada Inuit Nunangat UK - NERC - NE/X004589/1

Bydd y prosiect hwn yn ymchwilio i gydnerthedd ynni a lleihau defnydd disel ar gyfer cartrefi a llochesi'r Arctig trwy integreiddio technolegau trosi ynni adnewyddadwy a lleihau gofynion ynni cymunedol sy'n canolbwyntio ar egwyddorion IQ qanuqtuurniq (bod yn arloesol ac yn ddyfeisgar) ac avatittinnik kamatsiarniq (parch a gofal am y tir, anifeiliaid a'r amgylchedd). Bydd mesurau lleihau galw yn ymchwilio i ffurfweddau dylunio adeiladu datblygedig a strategaethau gweithredol dichonadwy i lywio atebion newydd tuag at Ymarfer Gorau Sero Net sy'n berthnasol i'r amodau hinsoddol eithafol a brofir a ffordd ddiwylliannol o fyw poblogaeth y Mwmavut. Bydd gweithredu'r arferion hyn yn gwella'r amodau cysur amgylcheddol dan do a brofir wrth leihau'r gofynion ynni tymhorol eithafol a'r gallu planhigion sy'n deillio o hynny i wasanaethu'r Cymunedau yn ystod eithafion amrywiadau tymhorol yn yr hinsawdd i'w profi. Bydd strategaethau cyflenwi ynni isel/di-garbon cymwys yn cael eu hymchwilio sy'n cwrdd ag eithafion y gofynion ynni. Bydd hyn yn cynnwys datrysiadau cyflenwi ynni adnewyddadwy hybrid lle bydd ffactorau gweithredol tymhorol yn cael eu datblygu er mwyn rhoi cyfrif am yr amrywiad mewn cynnyrch ynni ymarferol ar draws y tymhorau. Mae hyn er mwyn sicrhau bod paru cyflenwad galw yn cael ei gynnal ar draws y gwahanol allbynnau ynni wrth weithredu o dan ddylanwad effeithiau tymhorol ar yr hinsawdd (eira, rhew, tymereddau rhewllyd) ac amrywiadau yn yr adnodd adnewyddadwy (gwynt, solar, hydrokinetig, ac ati). Wrth fynd i'r afael â'r cynnyrch ynni sydd i'w ddisgwyl gan ddylanwadau tymhorol ym mherfformiad y technolegau ynni adnewyddadwy, datblygir Cymhareb Cydbwysedd Capasiti sy'n llywio'r cymysgedd o dechnoleg h.y. systemau cyflenwi gwynt, solar a micro-mini hydro cinetig gyda graddiad capasiti o'r rhain er mwyn lleihau gofynion byfferu / storio ynni. Bydd y manteision economaidd-gymdeithasol sydd i'w cael drwy fabwysiadu cymunedau trwy ymgorffori galluoedd a galluoedd a galluoedd cynhenid o fewn y cymunedau yn cael eu dangos tra bydd uwchsgilio ac ymgysylltu cymunedol yn cael eu gweithredu trwy ymgysylltu â mentrau lleol a rhyngweithiadau 'neuadd bentref' dwyochrog.

Gwella Modelu Tyrbinau Llif y Llanw Symudol - Cronfa ECR ENGIN 2022 

Mae Tyrbinau Llif Llanw yn echdynnu egni cinetig o'r llanw symudol mewn lleoliadau lle mae cyflymderau llanw yn nodweddion bathymetrig chwyddedig megis ynysoedd a phentiroedd. Mae amcangyfrifon diweddar yn dangos, pe baen nhw'n cael eu hecsbloetio'n llawn, y gallai capasiti llanw'r DU fodloni 12% o ofynion trydan y DU. Ar hyn o bryd mae TSTs sy'n arnofio yn y sector llanw oherwydd y cyflymderau llif uwch yn rhan uchaf y golofn ddŵr a rhwyddineb cynhenid gosod a symud dyfeisiau o'r fath. Fodd bynnag, mae dyfeisiau llanw arnofiol yn destun effeithiau tonnau a chynnwrf a all gyfuno â yawing, heaving, a chynnig pitsio y ddyfais arnofiol, arwain at lwytho brig eithafol a niweidiol. Yn gyffredinol, mae hyn wedi cael ei oresgyn gan dros beirianneg y dyfeisiau gan fod dealltwriaeth fanwl o broffiliau llwyth brig posibl yn anodd ac mae angen dulliau modelu cymhleth a chyfrifiannol drud.

Nod y gwaith a gynigir yn y pen draw yw datblygu a dilysu defnyddio modelau pwrpasol i astudio strategaethau lliniaru llwyth ar gyfer TSTs fel y bo'r angen – bydd y prosiect llawn yn cael ei gyflawni drwy gyllid cymrodoriaeth EPSRC. Felly, gofynnir am adnoddau yma i gynnal astudiaeth ragarweiniol i ddatblygu'r cynnig, gan gynhyrchu rhai canlyniadau cychwynnol i arwain a chryfhau gweithgareddau ymchwil yn yr ardal yn y dyfodol.

Cynllun effaith Cronfa Seedcorn Traws-Hub SUPERGEN - EPSRC - Galwad Cronfa FlexFund

Er mwyn cydbwyso'r cyflenwad ynni adnewyddadwy a'r galw, mae angen storio. Rhaid ystyried swm a thechnoleg y trilema storio ynni adnewyddadwy hefyd o fewn cyd-destun datgarboneiddio sectorau eraill a datblygiadau posibl yn y dyfodol; Er enghraifft, a ddylid defnyddio gormod o ynni gwynt wrth gydbwyso'r grid trydan cenedlaethol neu fel grid ynni alltraeth i gynorthwyo datgarboneiddio llongau? Mae'r ymchwil arfaethedig yn cyfrannu at weledigaeth o ddiwydiant morwrol wedi'i ddatgarboneiddio gan ddefnyddio ynni adnewyddadwy ar y môr (ORE) mewn modd sy'n cefnogi grid trydan di-garbon a datblygiadau ym maes storio ynni tymor hir. Bydd y prosiect yn cynhyrchu ac yn lledaenu astudiaeth ddichonoldeb ar gyfer defnyddio hydrogen a gynhyrchir gan ddefnyddio gormod o drydan gwynt ar y môr fel tanwydd ar gyfer llongau; Felly, hysbysu'r rhai sy'n gwneud penderfyniadau am y defnydd gorau o ynni gwynt gormodol, a dyluniad / potensial grid ynni alltraeth.

Cynllun Effaith Cronfa Newton y Cyngor Prydeinig - British Council 

Datblygu technoleg tuag at gynaeafu ynni morol cynaliadwy ar gyfer cymunedau arfordirol ym Mecsico.

Prosiectau ymchwil yn y gorffennol: 

MARINET 2 - Profi Tyrbinau Llanw (Effaith yaw ar berfformiad dyfeisiau ac array) - Horizon2020

Bydd technolegau tyrbinau llanw yn cael eu defnyddio mewn araeau fel y gwelir yn yr arae MAYGEN 6 MW a osodwyd yn 2017-18. Er mwyn gwneud y gorau o strwythur arae ac i arfarnu'r potensial echdynnu'n well o'r llanw yn syth, rhaid deall datblygiad y diffyg llif yn sgil tyrbinau llanw, y cyfeirir atynt yma fel tonnau, yn dda. Er mwyn deall datblygiad deffro'n llawn, rhaid nodweddu datblygiad tonau o dan amrywiaeth o amodau mewnlif a rhaid gwerthuso'r mecaneg hylif cymhleth sy'n gysylltiedig â'r adferiad deffro. Datblygwyd y prosiect hwn a'r ymgyrch arbrofol gysylltiedig i ychwanegu pwyntiau data o ansawdd uchel at y corff cynyddol o ddata ar ddatblygiad deffro tyrbinau llanw. Yn y modd hwn mae'r prosiect yn ceisio ychwanegu at y ddealltwriaeth o adferiad wake yn y cymwysiadau llanw lle gwelir nodweddion mewnlif yawed.

Meintioli Effeithiau Llif Wake Cyfunol a Chynnwrf ar araeau TST - Cyfrif Cyflymu   Effaith EPSRC

Mae deall diffygion llif yn sgil dyfeisiau llanw (wakes) yn hanfodol ar gyfer amcangyfrif cynnyrch ynni o safleoedd defnyddio posibl ac ar gyfer optimeiddio cynllun araeau dyfeisiau llanw. Mae angen deall a meintioli effeithiau cythryblus i ymestyn cylchoedd bywyd tyrbinau llanw tra'n lleihau gor-beirianneg. Mae deall ymateb tyrbinau llanw i amodau cythryblus a deffro hefyd yn hanfodol wrth ddatblygu dulliau monitro a all helpu i wneud y gorau o weithrediadau a gweithgareddau cynnal a chadw. Datblygu'r ddealltwriaeth hon oedd nod yr ymchwil a hwyluswyd ac a ymestynnwyd trwy ddyfarniad IAA. Gwnaed hyn drwy ymgymryd â'r ddau weithgaredd ymchwil cysylltiedig canlynol:

1. 1.  Mesur ac efelychu'r deffroad a gynhyrchir trwy ddyfeisiau llanw o dan amodau llif realistig gwahanol.
   2.  Mesur ac efelychu'r llwytho a'r pŵer a gynhyrchir gan dyrbinau llanw sy'n gweithredu yn sgil dyfeisiau i fyny'r afon ac mewn amodau llif cythryblus.

 Cyflawnwyd y gweithgareddau hyn trwy brofi dyfais llanw ar raddfa labordy o dan wahanol senarios llif cythryblus a gynhyrchwyd gan y grid. Y setiau data sy'n deillio o hynny lle trosoledd i helpu i ddeall aflonyddwch ac effeithiau wake ar raddfa labordy, yn ogystal â chynhyrchu data dilysu ar gyfer efelychiadau CFD cythryblus a deffro. Casglwyd y setiau data newydd gyda'r ddyfais ar raddfa labordy yn defnyddio dulliau rheoli mwy realistig a ddatblygwyd i bontio'r bwlch ymhellach rhwng profion ar raddfa labordy a defnyddio ar raddfa lawn.

Llwythi deinamig ar Araeau Tyrbinau Llanw'(DyLoTTA) - EP/N020782/1.

Sicrhawyd cyllid gan EPSRC, ar 1 Awst 2016, ar gyfer y prosiect 'Llwythi Dynamig ar Arrays Tyrbinau Llanw' (DyLoTTA –EP/N020782/1). Nododd a meintiolodd y prosiect effeithiau llwytho deinamig ar araeau tyrbinau llanw. Hyd yma mae'r prosiect wedi esgor ar amrywiaeth o gyhoeddiadau cyfnodolion a chynhadleddau. Mae'r prosiect hefyd wedi gweld mewnbwn ac adrodd i bartneriaid diwydiannol a chydweithredwyr rhyngwladol. Fel rhan fawr o'r prosiect datblygwyd tri TST graddfa 1/20fed. Mae'r TSTs hyn yn ymfalchïo mewn siwt offeryniaeth gynhwysfawr sy'n caniatáu ar gyfer y cymhwyster cywir o dyrbinau llwytho o dan amrywiaeth o sefyllfaoedd, gan gynnwys lifoedd unffurf a phroffilio, gyda tonnau wyneb a hebddynt. Cynhaliwyd profion gyda'r tyrbinau sy'n gweithredu o dan reolaeth cyflymder a torque fel ei gilydd.

Bywgraffiad

Yn ddiweddar penodwyd Dr Matthew Allmark (MA) (https://orcid.org/0000-0002-6812-3571) yn Ddarlithydd Disglair (Gwych/Disglair) yn y Ganolfan Ymchwil i Ynni, Gwastraff a'r Amgylchedd. Ers ennill ei PhD yn 2016 yn astudio effeithiau llifoedd realistig ar dyrbinau llanw (EP/J010200), mae MA wedi bod yn aelod hanfodol o Grŵp Ymchwil Ynni Morol Caerdydd, yn fwyaf diweddar yn gweithio ar Dynamic Loading of Tidal Turbine Arrays (EP/N020782) a ariennir gan EPSRC. Yn ystod y cyfnod hwn, mae MA wedi bod yn PI ar ddau brosiect MARINET2 (Horizon2020) gyda gwerth cyfunol o £80k ac mae wedi sicrhau cyllid fel Cyd-I gan EPSRC trwy gyfrif cyflymu effaith CU i astudio effeithiau cythrwfl ar ddyfeisiau llanw (£43k), yn ogystal â chan UKCMER a Wave Energy Scotland i astudio effeithiau amrywiol ar berfformiad dyfeisiau llanw (£60k). Mae gan MA hanes o weithio mewn tîm rhyngddisgyblaethol ac mae wedi gweithio'n agos gyda domestig (Prifysgol Strathclyde, Prifysgol Southampton a Phrifysgol Bangor) ac ymchwilwyr rhyngwladol (NREL yn UDA ac INHA yn Ne Korea). Mae gan MA dros 30 o gyhoeddiadau cyfnodolion a chynadleddau (H-Index 8) sy'n gysylltiedig â modelu a phrofi effeithiau tonnau mewn dylunio a chynhyrchu ynni morol a dyfeisiau.

Safleoedd academaidd blaenorol

• Ebrill 2019 - Yn bresennol: Darlithydd Disglair, Prifysgol  Caerdydd
• Medi 2016 – Mawrth 2019: Cydymaith Ymchwil, Prifysgol Caerdydd
• Hydref 2013 - Medi 2016: Ymchwilydd PhD, Prifysgol Caerdydd

Meysydd goruchwyliaeth

Mae gen i ddiddordeb mewn goruchwylio prosiectau myfyrwyr ôl-raddedig yn y meysydd canlynol:

• Lab-Scale profi tyrbinau llif llanw. 
• Llwytho tyrbinau llif llanw.
• Strategaethau lliniaru llwyth ar gyfer tyrbinau llif llanw. 
• Modelu tyrbinau llif llanw ymateb i amodau llif stocastig ac eithafol (CFD, BEMT)
• Datblygu algorithmau rheoli ar gyfer tyrbinau llif llanw. 
• Datblygu dulliau monitro newydd a strategaethau optimeiddio O&M ar gyfer tyrbinau llif llanw. 
• Defnyddio technoleg llif llanw i gynhyrchu ynni ar raddfa gymunedol. 
• Optimeiddio cynllun arae a modelu/efelychu rhyngweithio array. 
• Defnyddio ynni gwynt ar y môr i gynhyrchu gwyrdd-hydrogen.