طراحی، ساخت و ارزیابی سامانه OWSC

پروژه تحقیقاتی با عنوان " طراحی و ساخت یک مبدل نوین انرژی امواج از نوع پدالی به منظور ارزیابی مشخصه‌های عملکردی مبدل در راستای تولید توان و پمپاژ"

 

استفاده از مبدل­های انرژی امواج به­عنوان جایگزین سوخت­های فسیلی راه حل مناسبی برای حل مشکلات ناشی از این سوخت­ها می­باشد. مبدل‌های انرژی امواج OWSC در مناطق نزدیک ساحل (عمق آب بین 10 تا 20 متر) برای تولید برق و پمپاژ آب استفاده می‌شوند؛ عمق نصب مبدل و شرایط موج برخوردی، پارامترهایی تاثیرگذار بر عملکرد این دسته از مبدل‌ها می‌باشند، لذا در این پژوهش، عملکرد هیدرودینامیکی یک مبدل انرژی موج OWSC مورد بررسی تجربی قرار گرفته است، سیستم انتقال توان (PTO) استفاده‌شده در این مبدل از نوع هیدرولیکی می‌باشد، همچنین دریای مازندران به‌عنوان دریای هدف انتخاب شد. به‌منظور بررسی عملکرد مبدل، یک مدل فیزیکی در مقیاس 1:8 از این مبدل در کارگاه ساخت گروه پژوهشی انرژی‌های دریاپایه دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل ساخته شد، همچنین برای بررسی عملکرد مبدل، مشخصات موج برخوردی (فرکانس و ارتفاع موج) و عمق نصب به­عنوان متغیرهای مورد بررسی انتخاب شده­اند، برای بررسی تاثیر متغیرهای مذکور بر عملکرد مبدل (با در نظر گرفتن طراحی آزمایش انجام شده) 256 تست (که هر تست 2 بار تکرار شده است و مجموعا 512 تست انجام شده است) در نظر گرفته شده است، تست­ها پس از کالیبراسیون و آنالیز عدم قطعیت در استخر موج گروه پژوهشی انرژی­های دریا پایه انجام شد. با توجه به نتایج به‌دست‌ آمده کاهش فرکانس موج برخوردی سبب افزایش عملکرد مبدل می‌شود، به‌طوری‌که مبدل در پایین‌ترین فرکانس موج (در بازه فرکانسی امواج دریای مازندران) عملکرد بهتری دارد؛ همچنین افزایش ارتفاع موج برخوردی عملکرد مبدل را افزایش می‌دهد و مبدل در ارتفاع موج 1/0 متر دارای عملکرد بهینه است؛ از طرف دیگر نتایج نشان داد که در تمامی فرکانس‌ها و ارتفاع موج‌ها مبدل در عمق آبخور بی‌بعد 59/0 دارای عملکرد بهتری در مقایسه با سایر عمق آبخورها است، در عمق آبخورهای بی‌بعد بالاتر و پایین‌تر از این مقدار عملکرد مبدل کاهش می‌یابد و یک رفتار غیر خطی بین توان و عمق آبخور وجود دارد، به‌طوری‌که مبدل در حالت عمق آبخور منفی (کاملا مغروق) و عمق آبخور بیشینه­ی مثبت (نیمه مغروق) دارای عملکرد ضعیفی است؛ مقادیر بیشینه دبی پمپاژ و توان تولیدی این مبدل در مقیاس آزمایشگاهی به ترتیب 27/0 لیتر بر ثانیه و 6/42 وات و در مقیاس اصلی به ترتیب 50 لیتر بر ثانیه و 7/61 کیلووات می‌باشد؛ نتایج مربوط به انرژی تولیدی سالانه نشان می‌دهد که مبدل هنگامی‌که در عمق آبخور بی‌بعد 59/0 نصب ‌گردد، می‌تواند 878 مگاوات ساعت در سال برق تولید نماید، با توجه به اینکه قیمت خرید برق در ایران 6916 ریال به ازای هر کیلووات ساعت است، سیستم با بهترین عملکرد، می‌تواند سالانه 6072280000 ریال درآمد ناشی از فروش برق را داشته باشد؛ مبدل OWSC در برخی از کاربردها به‌عنوان پمپ آب برای تاسیسات آب­شیرین­کن­ها استفاده می‌شود، نتایج نشان می‌دهد که سیستم در حالتی که بهترین عملکرد را دارد می‌تواند برای تعداد 8279 خانوار آب‌رسانی انجام دهد.