استخراج انرژی با استفاده از مبدل های انرژی موج جذب نقطه ای
محور پژوهش
ماشین‌آلات و تجهیزات پیشرفته
پژوهشکده/دانشکده
پژوهشکده علوم و تکنولوژی زیردریا
عنوان
: استخراج انرژِی با استفاده از مبدل های انرژی موج جذب نقطه ای
هدف از اجرای پژوهش، کاربردها، مزیت‌ها و ضرورت انجام پروژه
هدف از اجرای این پروژه، انجام پزوهش های تحلیلی، عددی و آزمایشگاهی در مورد تبدیل انرژی امواج به الکتریسته است. اصولا مبدل های انرژی موج یا Wave Energy Converter ها که در بیشتر منابع از آنها با نام اختصاری WEC نام برده میشود سیستم هایی هستند که دو وظیفه اصلی زیر را انجام میدهند: تبدیل انرژی موج به یک حرکت مکانیکی تبدیل حرکت مکانیکی به الکتریسته از طریق سیستم برداشت قدرت (power take-off) مبدل هایی که ابعاد آنها نسبت به طول امواج دریا بزرگ باشد آنها را از مبدل هایی که ابعاد کوچکی نسبت به طول موج دریا دارند متمایز میکند. برخورد امواج در این دو نوع مبدل دینامیک متفاوتی را ایجاد میکند و آنها را از جهات مختلف متمایز میسازد. از طرف دیگر ساخت مبدل های موج با ابعاد بزرگ نیاز به سرمایه های عظیمی دارد که با توجه به اینکه این این نوع مبدل ها هنوز به مرحله ای نرسیده است که ساخت آنها توجیه اقتصادی داشته باشد، همچنان در حد پروتوتایپ بکار گرفته میشود. بنابر این تحقیقات در مورد مبدل های کوچکی که بتوان مطالعات دقیقتری با استفاده از شبیه سازی عددی و آزمون مدل های آنها در حوضچه های موج انجام داد بسیار وسعت گرفته است. این مبدل ها که به دلیل کوچک بودن ابعاد ان نسبت به طول موج امواج دریا به مبدل های جذب انرژی نقطه ای یا point absorber معروف هستند موضوع تحقیق گسترده ای در جهان هستند و رقابت شدیدی بین توسعه دهندگان این نوع مبدلها برای به حداکثر رساندن راندمان تولید برق و اقتصادی کردن تولید برق توسط آنها در حال شکل گیری است. امروزه تقریبا تمامی مراکز علمی و صنعتی دنیا در حال تحقیق در مورد مکانیزمهایی هستند که بتوانند تولید برق از امواج را به سمتی پیش ببرند تا در دهه های آینده استفاده از آنها توجیه اقتصادی داشته باشد. پزوهشکده علوم و تکنولوژی زیر دریا به همراه دانشکده مکانیک دانشگاه صنعتی اصفهان با همکاری دانشگاه هامبورگ اقدام به گرفتن گرانتی از بنیاد Alexander Von Humboldt (AVH) برای انجام پژوهشی در ارتباط با تولید برق با استفاده از مبدل های موج نقطه ای نموده است. بر اساس این گرانت دو دانشجوی دکترا از دانشگاه صنعتی اصفهان و دو دانشجوی دکترا از دانشگاه هامبورگ پایان نامه خود را تحت نظارت 3 تن از اعضای هیئت علمی این دو دانشگاه در ارتباط با تولید انرژی از مبدل های موج نقطه ای به انجام خواهند رساند. پژوهشکده زیر دریای دانشگاه صنعتی اصفهان با استفاده از امکانات خود در آزمایشگاه هیدرو آیرو دینامیک عهده دارطراحی و ساخت یک مبدل انرژی موج و انجام تمامی آزمون های مدل این مبدل شده است. نتایج این آزمون ها با نتایج شبیه سازی های عددی که توسط دانشجویان دکترای این دانشگاه و دانشگاه هامبورگ انجام میشود مقایسه و جهت بهینه سازی راندمان آنها راهکارهای عملی ارائه خواهد داد. گزارش و شرح زیرساخت‌ها، فعالیت‌ها، و دستاوردها عمده فعالیت های این طرح پژوهشی شامل موارد زیر است: شبیه سازی موج شبیه سازی حرکت مبدل موج شبیه سازی تقابل موج با مبدل موج شبیه سازی سیستم برداشت قدرت (power take-off system) طراحی و شبیه سازی سیستم کنترل مبدل انرژی موج شبیه سازی سیستم mooring مبدل ساخت مدل آزمایشگاهی انجام آزمون ها ی آزمایشگاهی مقایسه نتایج آزمون ها با نتایج شبیه سازی بهینه سازی سیستم مبدل موج جهت بیشینه کردن قدرت برق تولیدی تصاویر و محتوای گرافیکی مرتبط


تصویر 10 : تصویری از مبدل موج نقطه ای که در پژوهشکده زیر دریا طراحی و ساخته شده و در حوضچه کشش پژوهشکده تحت آزمون در برابر امواج با فرکانس و دامنه های موج مختلف قرار گرفته است.