Currently, the techno-economic performance of Wave Energy Converters (WECs) is not competitive with other renewable technologies. Size optimization could make a difference. However, the impact of sizing on the techno-economic performance of WECs still remains unclear, especially when sizing of the buoy and Power Take-Off (PTO) are considered collectively. In this paper, an optimization method for the buoy and PTO sizing is proposed for a generic heaving point absorber to reduce the Levelized Cost Of Energy (LCOE). Frequency domain modeling is used to calculate the power absorption of WECs with different buoy and PTO sizes. Force constraints are used to represent the effects of PTO sizing on the absorbed power, in which the passive and reactive control strategy are considered, respectively. A preliminary economic model is established to calculate the cost of WECs. The proposed method is implemented for three realistic sea sites, and the dependence of the optimal size of WECs on wave resources and control strategies is analyzed. The results show that PTO sizing has a limited effect on the buoy size determination, while it can reduce the LCOE by 24% to 31%. Besides, the higher mean wave power density of wave resources does not necessarily correspond to the larger optimal buoy or PTO sizes, but it contributes to the lower LCOE. In addition, the optimal PTO force limit converges at around 0.4 to 0.5 times the maximum required PTO force for the corresponding sea sites. Compared with other methods, this proposed method shows a better potential in sizing and reducing LCOE.

中文翻译：

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波能转换器的尺寸对技术经济性能的影响

当前，波浪能转换器（WEC）的技术经济性能与其他可再生技术不具有竞争力。尺寸优化可能会有所作为。但是，尺寸调整对WEC的技术经济绩效的影响仍然不清楚，尤其是在浮标尺寸和动力输出装置（PTO）一起考虑的情况下。在本文中，提出了一种用于浮沉点吸收器的浮标和PTO尺寸的优化方法，以降低平准化的能源成本（LCOE）。频域建模用于计算具有不同浮标和PTO尺寸的WEC的功率吸收。力约束用于表示PTO尺寸对吸收功率的影响，其中分别考虑了被动和无功控制策略。建立了初步的经济模型来计算WEC的成本。该方法在三个现实海域实施，并分析了电波最佳大小对波浪资源和控制策略的依赖性。结果表明，PTO尺寸对浮标尺寸的确定影响有限，但可以将LCOE降低24％至31％。此外，较高的波浪资源平均波浪功率密度不一定与较大的最佳浮标或PTO尺寸相对应，但有助于降低LCOE。另外，最佳PTO力极限收敛在相应海域最大PTO力的0.4到0.5倍左右。与其他方法相比，该方法在确定尺寸和降低LCOE方面显示出更好的潜力。该方法在三个现实海域实施，并分析了电波最佳大小对波浪资源和控制策略的依赖性。结果表明，PTO尺寸对浮标尺寸的确定影响有限，但可以将LCOE降低24％至31％。此外，较高的波浪资源平均波浪功率密度不一定与较大的最佳浮标或PTO尺寸相对应，但有助于降低LCOE。此外，最佳PTO力极限收敛在相应海域最大PTO力的0.4到0.5倍左右。与其他方法相比，该方法在确定尺寸和降低LCOE方面显示出更好的潜力。该方法在三个现实海域实施，并分析了电波最佳大小对波浪资源和控制策略的依赖性。结果表明，PTO尺寸对浮标尺寸的确定影响有限，但可以将LCOE降低24％至31％。此外，较高的波浪资源平均波浪功率密度不一定与较大的最佳浮标或PTO尺寸相对应，但有助于降低LCOE。此外，最佳PTO力极限收敛在相应海域最大PTO力的0.4到0.5倍左右。与其他方法相比，该方法在确定尺寸和降低LCOE方面显示出更好的潜力。结果表明，PTO尺寸对浮标尺寸的确定影响有限，但可以将LCOE降低24％至31％。此外，较高的波浪资源平均波浪功率密度不一定与较大的最佳浮标或PTO尺寸相对应，但有助于降低LCOE。另外，最佳PTO力极限收敛在相应海域最大PTO力的0.4到0.5倍左右。与其他方法相比，该方法在调整尺寸和降低LCOE方面显示出更好的潜力。结果表明，PTO尺寸对浮标尺寸的确定影响有限，但可以将LCOE降低24％至31％。此外，较高的波浪资源平均波浪功率密度不一定与较大的最佳浮标或PTO尺寸相对应，但有助于降低LCOE。另外，最佳PTO力极限收敛在相应海域最大PTO力的0.4到0.5倍左右。与其他方法相比，该方法在调整尺寸和降低LCOE方面显示出更好的潜力。最佳PTO力极限收敛在相应海域最大PTO力的0.4到0.5倍左右。与其他方法相比，该方法在调整尺寸和降低LCOE方面显示出更好的潜力。最佳PTO力极限收敛在相应海域最大PTO力的0.4到0.5倍左右。与其他方法相比，该方法在调整尺寸和降低LCOE方面显示出更好的潜力。