فراوری برق از امواج دریای خزر به یاری نهنگ مقتدر آنالیز شد - مجله سلو بلاگ

سال ها پیش، مرکز علوم و تکنولوژی ژاپن به منظور تأمین انرژی جهت صنایع ماهیگیری که در محدوده ساحل فعالیت می کردند، کوشش کرد تا در زمینه استحصال انرژی از امواج دریا به طورجدی وارد عمل گردد. این مرکز به طور ویژه از سال 1987 فعالیت خود را در مورد دستگاه Mighty whale شروع کرد.

این دستگاه علاوه بر تبدیل انرژی موج به الکتریسیته، می توانست با کاهش ارتفاع موج خروجی از دستگاه، موجب آرام تر شدن دریا در پایین دست و درنتیجه رونق ورزش های دریایی گردد. بازدهی بالا و هزینه پایین جهت مهار در دریا نسبت به سایر دستگاه های مشابه از امتیازات دیگر Mighty whale به شمار می رفته است.

دستگاه Mighty whale که شاید بتوان آن را نهنگ مقتدر ترجمه کرد، به گفته متخصصان دانشگاهی، یک دستگاه شناور مبدل انرژی است که بر پایه امواج اقیانوس ها طراحی گردیده است.

این دستگاه به وسیله چند توربین و محفظه هوا، انرژی موج را به انرژی الکتریکی تبدیل می نماید. برای جلوگیری از حرکت دستگاه روی آب، آن را با استفاده از کابل و زنجیر در جای خود نگه می دارند.

در این دستگاه جالب، هر محفظه هوا، یک ورودی جهت موج در زیر سطح دریا دارد. زمانی که موج داخل محفظه هوا می گردد، سطح آب در داخل محفظه بالا و پایین می رود که سبب یک جریان هوای رفت و برگشتی در قسمت نازل که در بخش بالای محفظه قرار گرفته است می گردد. این جریان هوا به یاری یک توربین که در قسمت بالای محفظه هوا قرار گرفته است برق فراوری می نماید و به این عملیات اصل ستون نوسانگر می گویند.

از این رو محققان کشورمان، با توجه به اهمیت فراوری انرژی های نو به ویژه با استفاده از امواج دریایی، در این خصوص پژوهشی را به انجام رسانده اند که در آن، پتانسیل دستگاه Mighty whale برای فراوری انرژی الکتریکی از امواج دریای خزر مورد آنالیز واقع گردیده است.

اولین نمونه آزمایشی Mighty whale توسط کشور ژاپن طی سال های 1998 تا 2000 میلادی طراحی و به بهره برداری رسید که نتیجه آن فراوری الکتریسیته به مقدار 83.65 مگاوات یا به عبارتی، 6.37 کیلووات به ازای هر ساعت در طول 731 روز بود.

برای انجام تحقیق کاربردی مورد اشاره، پژوهشگران دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران به عنوان مجریان پژوهش، اطلاعات مربوط به مشخصات امواج مربوط به دو ایستگاه نکا و امیرآباد را که توسط پژوهشگاه ملی اقیانوس شناسی و علوم جوی در طی یک سال ثبت گردیده بود، تهیه نموده و سپس درصد فراوانی دوره زمانی و ارتفاع موج در هر فصل را محاسبه و جدول بندی کردند تا بر اساس آن، قابلیت دستگاه فوق مورد آنالیز قرار گیرد.

نتایج آنالیز های این پژوهشگران نشان می دهد که میزان فراوری توان نمونه اولیه، 6.37 کیلووات به ازای هر ساعت بوده که این مقدار به دوره زمانی وابسته است. بر این اساس، بازدهی این دستگاه در ارتفاع های مختلف در دوره زمانی 6 الی 8 ثانیه دارای مقادیر بیشتر از 10 درصد و در حدود 7 ثانیه دارای بیشترین مقدار خود خواهند بود.

محمدحسین جهانگیر، استادیار گروه انرژی های نو و محیط زیست دانشکده علوم و فنون نوین دانشگاه تهران و همکارانش دراین باره می گویند: در ایستگاه نکا، ویژگی های موج، به نمونه اولیه نزدیک است و اکثر امواج دارای موج بالاتر از 5 ثانیه و ارتفاعی بین 0.6 تا 1 متر هستند که به منظور فراوری توان، مطلوب ارزیابی می شوند. محاسبه قدرت فراوریی در این دو ایستگاه نشان می دهد که ایستگاه نکا، پتانسیل استحصال الکتریسیته با استفاده از دستگاه Mighty whale را به میزان متوسط 6.36 کیلووات ساعت دارد که این مقدار به قدرت فراوریی توسط نمونه اولیه بسیار نزدیک است.

به اعتقاد این محققان نزدیکی توان فراوریی در هر چهار فصل که باعث وجود دائمی انرژی در سواحل نکا می گردد به عنوان یکی از مهم ترین ویژگی های این ایستگاه قابل اشاره است. اما در ایستگاه امیرآباد، حدود 46 درصد امواج دارای دوره زمانی کمتر از 4 ثانیه و همچنین 56 درصد امواج ارتفاعی کمتر از 0.4 متر هستند. لذا با توجه به کاهش قابل ملاحظه بازدهی دستگاه در دوره زمانی و ارتفاع فوق، Mighty whale نمی تواند توان قابل توجهی را در این ایستگاه استحصال کند.

با توجه به این نتایج، می توان اشاره نمود که در ایستگاه نکا، شرایط امواج جهت بهره برداری نهنگ مقتدر - Mighty whale - مناسب است و این موضوع، به دلیل مناسب بودن پارامترهای موج نظیر ارتفاع و دوره زمانی در آن محل است. لذا در صورت استفاده از این دستگاه در ایستگاه نکا، می توان صرفاً با استفاده از انرژی امواج دریای خزر، به انرژی الکتریکی مطلوب و به صرفه ای دست یافت.

علاوه بر این یافته ها و توجه ویژه به استحصال انرژی از روش های نو، فصل نامه انرژی های تجدیدپذیر و نو متعلق به انجمن علمی مهندسی حرارتی و برودتی ایران، دستگاهی را که در این خصوص آزمون خود را به خوبی پس داده معرفی نموده است.