طراحی، ساخت و ارزیابی سامانه OWC IRWEC۳
پروژه تحقیقاتی با عنوان " طراحی و ساخت نمونه آزمایشگاهی مبدل انرژی امواج با ایده محوری سامانههای ستون نوسانی با توان بیشینه 100 وات به همراه امکان سنجی و بررسی فنی و اقتصادی ساخت نمونه 100 کیلوواتی"
دریای مازندران بزرگترین دریاچۀ روی زمین است و خوشبختانه این دریا در کشور ما دارای ساحلی عمیقتر در مقایسه با کشورهای همسایهی خود میباشد و با توجه به اینکه دریای مازندران دارای امواج مناسبی برای تولید انرژی تجدید پذیر میباشد، در این پروژه شرایط امواج دریای مازندران در طول سال مورد بررسی و مدلسازی قرار گرفت تا موجهایی که دارای بیشترین احتمال رخداد هستند شناسایی شوند و سیستم ستون نوسانی آب مناسب با شرایط امواج این دریا طراحی و ساخته شد تا بتواند در مقیاس 1:10 آزمایشگاهی توان 100 وات را تولید نماید.
مزایای فنی، اقتصادی و زیست محیطی حاصل از اجرای پروژه:
- سیستم توانایی تولید انرژی الکتریکی پاک و رایگان را دارد.
- سیستم به علت داشتن سیستم PTO خارج از محیط مرطوب آب، دارای طول عمر بیشتری میباشد.
- سیستم از نوع چند محفظهای بوده که این مدل از سیستمها بر خلاف مدلهای تک محفظهای دارای توان بالاتری هستند.
- تفاوت قیمت نمونه داخلی با خارجی 87314000000 ریال میباشد که تقریبا 613% از نمونه خارجی ارزانتر میباشد.
خلاصه گزارش پروژه:
در این پروژه در ابتدا با توجه به مزایای بالای ستونهای نوسانی آب، مطالعات جامعی بر روی این نوع از مبدلها صورت پذیرفت، سپس در مرحله بعدی مشخصات امواج دریای مازندران برای 17 نقطه در طول خط ساحلی استان مازندران شبیهسازی شده است که طی این مرحله مشخصات محتملترین موج دریای مازندران استخراج شد، در مرحلهی بعد سیستم مورد مدلسازی و طراحی قرار گرفت و در این مرحله طبق مدلسازیهای عددی صورت پذیرفته بهترین نوع توربین نیز از نوع ساوونیوس انتخاب گردید، سپس در مرحله بعدی ساخت سامانه در کارگاه گروه پژوهشی انجام شد و سیستم مورد تستهای مختلفی قرار گرفت تا بتواند برقی معادل 100 وات را در مقیاس آزمایشگاهی تولید نماید، البته نتایج نشان داد که سیستم در عمق آبخور 5 سانتیمتر و فرکانس 32 دور بر دقیقه بهترین عملکرد را دارد.
هزینه پروژه ساخت داخل
هزینه‌های مربوط به پروژه‌های انرژی موج با توجه به مکان پروژه میتواند بسیار متفاوت باشد، زیرا محل نصب درواقع تعیین‌کننده مبحث زیرسازی و همچنین ظرفیت منابع انرژی موج میباشد. هزینه‌های اصلی مربوط به سامانههای انرژی امواج دریایی شامل مراحل هزینه‌های ساخت سامانه، حمل‌ونقل، مهاربندی / پی‌ریزی، نصب، راه‌اندازی و نگهداری، تعمیرات نیمه‌عمر، استقرار میباشد. شکل بالا سهم هر یک از پارامترهای فوق را در هزینه‌های سرمایه نشان می‌دهد. سپس نمونه داخلی با نمونه خارجی مورد مقایسه قرار گرفت که نتایج نشان داد که نمونه داخلی تقریبا 6 برابر از نمونه خارجی ارزانتر میباشد. همان‌طور که ملاحظه می‌شود، در شرایطی که تنها یک سامانه در نظر گرفته‌شده است، قیمت تمام‌شده برای هر کیلووات ساعت حدود 940/1 ریال میباشد که با توجه به خرید برق تجدید پذیر توسط وزارت نیرو برای نیروگاه‌های آبی با توان کمتر از 100 کیلووات به قیمت 800/3 ریال، هزینه بسیار مناسبی است. با توجه به توان سامانه و همچنین در نظر گرفتن کارکرد آن در نیمی از سال، بازگشت سرمایه‌گذاری آن در یک دوره ده‌ساله میسر خواهد بود.
ویژگیها و مزایای محصول نهایی پروژه :
- سیستم نهایی از نوع ستون نوسانی چند محفظهای با توان تولیدی 100 وات در مقیاس آزمایشگاهی میباشد.
- تکنولوژی تولید توربینهای هوای سیستم در کشور موجود است و نیازی به واردات نمیباشد.
- سیستم توانایی تولید انرژی الکتریکی از منابع انرژی تجدید پذیر در 24 ساعت شبانهروز را دارد.
- با توجه به اینکه سیستم از نوع ساحلی میباشد، لذا میتواند به اکو توریسم منطقه کمک نماید.
- در صورت استفاده از این سیستم در تمامی طول سال، دوره بازگشت سرمایه میتواند تا 5 سال باشد.
- سیستم در مقایسه با نمونه خارجی 6 برابر ارزانتر میباشد.
