بخشی از مقاله
خلاصه
سوختهای فسیلی از منابع عمده تأمین تقاضای انرژی در جهان میباشند، اما نگرانی اصلی، اثر مضر آنها بر روی محیطزیست ما میباشد. ازین رو نیاز است در زمان حال از انرژیهایی که رفتارشان با محیطزیست دوستانه است، استفاده شود. همانطور که میدانیم بیش از هفتاد درصد کره زمین را آبهای اقیانوس پوشش میدهند. این منابع انرژی در آب اقیانوسها، هوای بالای آنها و سطحهای زیرآب میباشند. این مقاله یک تکنیک برای استخراج انرژی از امواج اقیانوس با استفاده از جذر و مد آب و توربین ضربهای، ارائه میدهد. همچنین معرفی مختصری از چگونگی استفاده از جذرو مد را ارائه خواهد داد. طراحی این جذرو مدها با استفاده از مهندسی نرمافزار و نرمافزارهای CREO انجامیافته است. بازده این نیروگاه ساختهشده 35 درصد بوده و سرعت محور آن 200 میباشد. پژوهش در این زمینه باعث پیشرفت دانش و جلوگیری از آسیب به محیطزیست خواهد شد.
کلید واژه: انرژی موج، جزر و مد، نیروگاه.
.1مقدمه
باگذشت زمان، انرژی موردنیاز در سراسر جهان افزایشیافته و کاهش منابع سوختهای فسیلی دانشمندان و محققان را ترغیب به توسعه یک تکنیک جدید برای استفاده از انرژیهای تجدید پذیر کرده است. نیاز بینالمللی به انرژی بشر را وادار کرده است تا انرژی موردنیاز خود را از منابع بادی و خورشیدی تأمین کند. علاوه بر این، تلاش برای توسعه تولید انرژی از طریق امواج اقیانوسها یکی از موضوعات اصلی پژوهشهای بینالمللی میباشد.
بهطور طبیعی انرژی اقیانوس به شکل امواج و جذر و مد در دسترس است. از سال 1970 انرژی امواج بهعنوان منبع اصلی انرژی تجدید پذیر موردمطالعه قرارگرفته است. امواج به دلیل جاری شدن باد روی سطح اقیانوس به وجود میآیند. وزش باد از حجوم بالقوه امواج خورشیدی در سیاره ما، سرچشمه میگیرد . این امواج دارای انرژی زیادی میباشند. با چند محاسبه ساده میتوانیم بگوییم در برخی مناطق انرژی این امواج به 50 مگاوات در کیلومتر میرسد. هدف اصلی این پژوهش ایجاد یک مدل مبنای مناسب جهت پیشرفت مطالعه درزمینه تولید انرژی از طریق امواج آبهای روی سطح زمین میباشد.
2.راهاندازی آزمایش
از ورقه شیشهای برای ساخت مخزن آب به دلیل سبک بودن مواد آن استفادهشده است. ابعاد انتخابشده این ورقه بهصورت زیر میباشد:
طول1300 = میلیمتر، عرض600 = میلیمتر، ضخامت13 = میلیمتر. ابعاد مخزن برای تولید انرژی عبارتاند از:عرض600 = میلیمتر، طول1230 = میلیمتر و ارتفاع600 = میلیمتر.ابعاد محفظه هرمی شکل که در آن فشردهسازی صورت خواهد گرفت بهقرار زیر است:طول250 = میلیمتر، طول بخش مایل450 = میلیمتر، طول محفظه500 =میلیمتر و عمق هرم400 = میلیمتر میباشد.در حالت طبیعی امواج در سواحل در دسترس میباشند ولی در این پژوهش بهوسیله مکانیسم توربین، موج را تولید میکنیم . در این مکانیسم یک موتور جارو بک دار 20 وات با چرخدنده جهت کنترل سرعت موتور استفاده میشود. که بهعنوان موتور با جارو بک DC جهت تبدیل امواج تولیدشده از حالت مستقیم به متناوب استفادهشده است. که اینورتر استفادهشده در این قسمت 12 ولت و 6 آمپر است. این موتور از طریق میللنگ حرکت چرخشی را به الکتریکی تبدیل میکند. سرعت موتور انتخابی 75 دور در دقیقه میباشد.
.3 فرایند ساخت توربین
توربین استفادهشده در این پژوهش از نوع خود تحریک ضربهای میباشد. به دلیل اینکه که توربین با فشار بادی زیادی میچرخد، از آلیاژ آلومینیوم برای ساخت پرههای توربین استفاده میشود، زیرا سبکتر بوده و حداکثر واکنش را به هوا و باد نشان میدهد. همچنین آلومینیوم در مقابل خوردگی و اکسایش مقاومت بیشتری را نسبت به سایر آلیاژها از خود نشان میدهد.نوار استوانهای شیاردار و از جنس آلومینیوم برای ماشین انتخاب و طراحیشده است. پرههای راهنما با آلومینیوم به ضخامت 1 میلیمتر ساختهشدهاند. این پرهها به دلیل اینکه همگی در یک راستای مناسب باشند چکشکاری میشوند. از بلبرینگ گرافیتی جهت کاهش تلفات اصطکاک در مکانیزم توربین استفاده میشود.مزیت این توربین این است که در دو جهت میتواند بچرخد و راندمان را نسبت به چرخش یکطرفه افزایش دهد.
.3 اصول کارکرد
از طریق مکانیزم ژنراتور موج، امواج مصنوعی تولیدی با ارتفاع 2 اینچ در محفظه در مدت 1 ثانیه تولید میشوند. سپس این امواج به محفظه هرمی شکل هدایت میشوند. با توجه به اینکه فشار چرخشی بعد از رسیدن بهسرعت خاص، توربین را آماده کار میکند، این امواج در یک محفظه بنام OWC بهمنظور هدایت به سمت پرهها ذخیره میشوند.این تیغهها با اتمسفر داخل توربین و امواج تولیدی ترکیبشده و در سرعت سنکرون موتور شروع به چرخش در آن جهت میکند.
.4 طراحی مدل در نرمافزار
در این پژوهش مدل توربین امواج در نرمافزار CREO طراحیشده است.
