سامانه مبدل انرژی موج ستون نوسانی
" طراحی و ساخت نمونه آزمایشگاهی مبدل انرژی امواج با ایده محوری سامانههای ستون نوسانی با توان بیشینه ۱۰۰ وات به همراه امکان سنجی و بررسی فنی و اقتصادی ساخت نمونه ۱۰۰ کیلوواتی"
مجری: دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل- دکتر روزبه شفقت
دریای مازندران بزرگترین دریاچۀ روی زمین است و خوشبختانه این دریا در کشور ما دارای ساحلی عمیق تر در مقایسه با کشورهای همسایه ی 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 موج هایی 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 ۱:۱۰ آزمایشگاهی توان ۱۰۰ 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 محفظه ای بوده که این مدل از سیستم ها بر خلاف مدلهای تک محفظه ای دارای توان بالاتری هستند.
- تفاوت قیمت نمونه داخلی با خارجی ۸۷۳۱۴۰۰۰۰۰۰ ریال میباشد که تقریبا ۶۱۳% از نمونه خارجی ارزانتر میباشد.
خلاصه گزارش پروژه:
در این پروژه در ابتدا با توجه به مزایای بالای ستون های نوسانی آب، مطالعات جامعی بر روی این نوع از مبدلها صورت پذیرفت، سپس در مرحله بعدی مشخصات امواج دریای مازندران برای ۱۷ نقطه در طول خط ساحلی استان مازندران شبیه سازی شده است که طی این مرحله مشخصات محتمل ترین موج دریای مازندران استخراج شد، در مرحله ی 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 تست های مختلفی قرار گرفت تا بتواند برقی معادل ۱۰۰ وات را در مقیاس آزمایشگاهی تولید نماید، البته نتایج نشان داد که سیستم در عمق آبخور ۵ سانتیمتر و فرکانس ۳۲ 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 ۱ 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 ۶ 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 ۹۴۰/۱ ریال میباشد که با توجه به خرید برق تجدید پذیر توسط وزارت نیرو برای نیروگاه‌های آبی با توان کمتر از ۱۰۰ کیلووات به قیمت ۸۰۰/۳ 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 ۱۰۰ وات در مقیاس آزمایشگاهی میباشد.
- تکنولوژی تولید توربین های هوای سیستم در کشور موجود است و نیازی به واردات نمی‌باشد.
- سیستم توانایی تولید انرژی الکتریکی از منابع انرژی تجدید پذیر در ۲۴ ساعت شبانه روز 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 ۵ سال باشد.
- سیستم در مقایسه با نمونه خارجی ۶ برابر ارزانتر میباشد.