足球比赛结果的一名学生制作的标志性上半岛铁矿 3D 模型为研究人员提供帮助 可视化并测量废弃硬金属中的储能潜力 地雷。
Keweenaw 能源转型实验室 (KETL) 团队成员 Jacob Chizek 的三维 Negaunee Mather B 矿的实体模型促进了我们的详细设计和分析 抽水蓄能水力发电（PUSH）系统的研究。奇泽克的工作很重要 原因有很多，但最关键的是该模型如何让团队能够创建更精确的模型 矿山规模和形状的估计。准确性的提高使得整个 PUSH 更好地学习，因为团队成员可以根据非常现实的估计来工作 矿场的大小、容量和布局。
稳定和维持全球地下能源
来自的研究人员(KETL) 足球比赛结果五大湖研究中心最近发布了抽水蓄能水力发电 (PUSH) 研究结果 在密歇根州内高尼的 Mather B 矿进行。
- 研究发现可行.
- 研究表明，仅 Mather B 就可以提供长期存储， 为 30,000 人提供 3.5 个月持续电力的潜在能力 - 一旦建成就可以盈利。
- 该报告包含由 进行的地理空间分析显示了美国大约 1,000 个可能的网格规模 PUSH 设施站点 各国，有能力。 并了解有关 PUSH 的更多信息。
Chizek，一名本科生，主修机械工程，已经熟练掌握计算机建模，特别是 CAD 和 SolidWorks。他会 以前绘制过物体的 3D 绘图，但那些总是他想象的“小部件” 他自己。他从来没有做过这样的事情：制作一个三维实体模型 使用工程蓝图可以提供准确的体积估计的矿山 以及 20 世纪 60 年代至 80 年代的地图。
他首先追踪真实 3D 环境的数字地图，然后导入这些地图 草图并以正确的比例叠加它们。然后他在上面添加了卷 平坦的地块。
他的资源是研究团队成员拍摄的历史快照的马赛克 伊什佩明和密歇根州悬崖竖井矿山博物馆收藏的地图 环境、五大湖和能源部 (EGLE) 石油、天然气和矿产 位于密歇根州格温的上半岛地质资源库档案馆。
可视化可持续能源存储的力量
由于该项目不允许对所有地下地图进行正式数字化， 奇泽克在几张关键地图之间进行了研究——在不同时间绘制于不同的地方 规模——一次。他使用平面图、横截面和示意图。 他的 3D 模型利用最大地图中的补充细节捕获了范围 矿井地下作业的情况。
他的模型提供了更精确的被淹没矿井中水量的测量 不同的级别，团队用来比较不同的 PUSH 设计选项：什么 可以装入 Mather B 现有轴的最大涡轮机？如果我们设计的话会怎样 将水泵入 Mather A 轴，然后通过涡轮机下降的系统 并通过 Mather B 竖井进入下部水库？如果我们使用整个 矿井作为较低的水库并建了一个地面池塘？如果我们设计一个非常小的 系统，仅使用 Mather B 轴？在每种情况下，团队都可以计算出 这些设计的体积、扬程和流量。
因为 Chizek 可以对他的地下模型进行地理定位，将其连接到地面， 研究团队还可以可视化地下和地上之间的关系 特征，包括现有的电力线、溪流和水道、建筑物和其他 区域地雷。
Chizek 的建模工作支持额外的技术分析，包括传热、 地热 HVAC、低温等系统的水流量、体积和容量 地热能和水矿物回收。它还支持一系列文化、 历史和科学的交流。当团队召开公开会议分享时，Chizek 与观众分享了他的模型，其中包括来自 Mather's 的一些资深矿工 营业天数。他发现他的模特很受欢迎！人们站在他的大周围 监控，分享故事并指着屏幕，谈论他们记得的事情， 他们去过地下的地方，以及他们从未见过的区域。
Chizek 的模型可能使制作展览或视频，协助内高尼市和伊什佩明市的规划， 并丰富社交媒体上的公众互动。我们将看看事态的发展！
深入挖掘老矿井的潜力
此过程的下一步可能是创建一个超大规模模型 矿山作业。这需要数十个大规模的高质量数字化 EGLE 和 Cliffs Shaft 博物馆持有的地图，然后花费数百人时的时间 追踪并构建模型。但是，这将产生尽可能详细的模型 无需排空矿井即可完成对当前状况的现代调查和扫描。 足球比赛结果的另一个企业团队也开始集思广益 远程操作或自主水下航行器（ROV、AUV），用于扫描旧的被淹没的 矿山并建立当前条件的新 3D 模型，无需费用和环境 通过对危险物质的调查，可能会导致矿井抽干或危及人员生命 地方。
自主水下勘测机器人将成为 PUSH 设计的非常强大的工具， 但仍然主要是科幻小说。同时，Chizek 的模型是一个极好的资源 为团队提供评估 PUSH 潜力所需的工具 在给定的位置。当组织开始规划闭环、地下抽水时 水力设施，拥有最佳模型对于最佳设计至关重要 价值最高的公用事业资产。
关于作者
蒂莫西·斯嘉丽
scarlett@mtu.edu
906-487-2359
研究兴趣
- 历史和工业考古
- 遗产和能源系统、可持续性和发展
- 创造力和工作流程
- 遥感、测量和地理空间科学
- 遗产、场所营造和文化建设
- 考古学和保护科学
- 社区奖学金、公共科学/人文学科
当今世界范围内，只有少数抽水蓄能水力发电设施 正在设计中。所有这些矿井都已接近其使用寿命，因为 位于芬兰 EPV Energy 的 Pyhäsalmi 矿。与现代矿山合作的设计团队 有采矿工程师的工作 3D 模型。但数百个废弃矿井 美国各地以及世界各地的数千个站点都可以适用于 PUSH 系统。评估这些遗留矿山将需要奇泽克所做的那种建模 为了马瑟。
Chizek 的贡献最初得到了，他的工作得以继续，这要归功于足球比赛结果五大湖研究中心的学生研究资助。 MTU 的成员，Chizek 在引擎子团队工作，他的研究兴趣还包括电网规模 储能解决方案。他发现建模练习给了他时间去想象 在被淹没和废弃的矿山中进行储能的其他潜在创新。
足球比赛结果是一所 R1 公立研究型大学，成立于 1885 年，位于霍顿，拥有来自全球 60 多个国家的近 7,500 名学生。密歇根州旗舰科技大学的投资回报率一直名列全美最佳大学之列，提供超过 185 个本科和毕业生科学技术、工程、计算机、林业、商业、健康专业、人文、数学、社会科学和艺术领域的学位课程。乡村校园距离密歇根州上半岛的苏必利尔湖仅数英里，提供全年户外探险的机会。
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