مقایسه توان خروجی مبدل انرژی موج-پیستون به روش های موریسون و عددی بر مبنای تئوری تفرق و بررسی تاثیر ابعاد هندسی روی توان تولیدی

در سال‌های اخیر بواسطه مشکلات گرمایش زمین، توجه محققان به استفاده از انرژی های نو در دریا متمرکز شده است. یکی از مبدل‌های انرژی امواج که کمتر مورد مطالعه قرار گرفته‌است، مبدل انرژی پیستونی است. این مبدل از یک یا چند ورق عمودی نصب شده روی یک استوانه مرکزی تشکیل شده است. با برخورد موج، حرکت شتاب‌دار افقی ذرات سیال، باعث حرکت نوسانی ورق در راستای افق می‌شود که انرژی این حرکت رفت و برگشتی به آب تحت فشار تبدیل می‌شود که نهایتا باعث چرخاندن توربین و تولید برق می‌گردد. هدف از تحقیق حاضر این است که مقایسه‌ای بین روش تحلیلی موریسون و عددی بر مبنای جریان پتانسیل برای محاسبه توان تولیدی انجام پذیرد. ابتدا مدل‌سازی مبدل تحت اثر امواج به روش تحلیلی موریسون انجام می‌شود. سپس با فرض معادلات دینامیکی خطی، حل معادله مربوطه به روش تحلیل فرکانسی در نرم افزار آکوا و متلب انجام می‌گردد که نهایتا تطابق نسبتاْ خوبی بین دو روش مشاهده شد. همچنین مشخص شد راهکار میرایی متغیر بهینه به جای میرایی ثابت pto منجر به توان بیشتری حتی تا 300 درصد در بعضی پریودها می‌شود و تغییر ارتفاع و پهنای ورق علاوه بر افزایش توان به میزان50%، حتی به صورت قابل توجهی پریود متناظر با توان پیک را نیز افزایش می‌دهد. همچنین تاثیر افزایش پهنا بیشتر از تاثیر افزایش ارتفاع روی میزان توان خروجی است.

comparison of the output power of the piston wave energy converter by morison and the diffraction based numerical method and investigation of effect of wec dimension on the generated power

due to the global warming, the researchers have focused on ocean renewable energy recently. piston wave energy converter has less been studied among several designed wecs. this converter is composed of vertical plates. through the accelerated water particle of the incident wave, the vertical plate oscillates, and consequently, this mechanical motion is converted to pressurized water by a hydraulic pump that can rotate the turbine to produce electricity. the present study aims to compare the calculated output power based on two approaches of morison and numerical potential flow based on diffraction theory. first, the converter is modeled by morison theory, and then by the assumption of the linear governing dynamic equation, the solving is conducted based on frequency response analysis in ansys aqwa and matlab. finally, a good coincidence was observed between the results. it was determined that variable optimum damping strategies conclude to higher power of up to 300% in some periods compared to constant pto damping. the results showed that the increase in width and height of the plate enhances the power but also changes the peak period of power. furthermore, the effect of the increase in width value is more considerable than the height value on the output power.