تخمین انرژی قابل استحصال از امواج با ایجاد جریان‌های شکافنده مصنوعی

امروزه استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر، ازجمله انرژی‌های اقیانوسی به یک ضرورت تبدیل شده است. امواج دریای خزر برای استخراج انرژی، توان قابل‌ملاحظه‌ای ندارند، اما اگر بتوان انرژی امواج را تجمیع نمود، انرژی قابل‌توجهی در ‌دسترس خواهد بود. با الگوگیری از یک پدیدۀ طبیعی به‌نام جریان شکافنده می‌توان به این هدف دست ‌یافت. پس با مدل‌سازی جریان‌های شکافنده و در‌نظرگرفتن متغیرهای ارتفاع شاخص موج، پریود موج، شیب بستر، ارتفاع کانال جریان شکافنده، فاصله کانال تا ساحل و فاصله بین کانال‌ها به محاسبه میزان توان قابل استحصال با استفاده از نرم‌افزارهای مایک و متلب پرداخته می‌شود. در این تحقیق، ابتدا با نرم‌افزار متلب کانال شبیه‌سازی شد، سپس با استفاده از نرم‌افزار مایک مش‌بندی و توپوگرافی پیاده‌سازی‌ شد. نتایج شامل سرعت آب در 36 نقطه بین کانال در عمق‌های مختلف استخراج شد و درنهایت با استفاده از محاسبات نرم‌افزار متلب دبی و توان حاصل از کانال شبیه‌سازی‌شده، محاسبه شد. نتایج نشان‌دهندۀ آن است که بهترین حالت، ارتفاع شاخص موج 1/5متر، پریود 5 ثانیه، شیب بستر 7/5%، ارتفاع کانال 4/95 متر، فاصله کانال تا ساحل، 75 متر و فاصله کانال‌های جریان شکافنده 10 متر است که با مشخصات امواج برخی نقاط سواحل مازندران مطابقت دارد و توانی حدود 30 کیلووات از آن قابل استحصال است. این حالت از بین 23 حالت بررسی‌شده به دست آمده است. مهم‌ترین پارامترهایی که بیشترین تغییر را در استخراج توان ایجاد می‌کنند، ارتفاع شاخص موج و ارتفاع کانال هستند. در حالت‌های بررسی‌شده، توان تقریباً از صفر تا 29/2 کیلووات تغییر می‌کند و برای تنها چهار حالت توان بالاتر از 17 کیلووات بوده و قابل بررسی است.

Estimation of Extractable Energy from theWaves by Developing Artificial Rip Currents

T Today, many schemes are being considered for using renewable sources of energy such as ocean wave energy. While the Caspian Sea, for example, has waves that do not hold much energy for extraction purposes, if waves energy of the sea could be augmented, a greater amount of energy could be possible. In our research, we model the natural phenomenon of rip currents to achieve this objective. We used MATLAB for simulations and MIKE for meshing and topography in modeling rip currents, while considering different variables including: significant wave height and period of incident waves, sea bottom slope, height of rip channel, and channel gap. From the data, we calculated the amount of extractable power. Our results show the rate of water flow in the channel at different depths at 36 different points. We used a program written in MATLAB to show the flow rate and power generated from the simulated channel. Our findings indicate that the optimum condition can be achieved when the significant wave height is 1.5m, period is 5sec, sea bottom slope is 7.5%, height of channel is 4.95m, distance from channel to beach is 75m, and channel gap is 10m. When these conditions are applied to a width of 100m, 30kW power can be expected and in 23test cases, we found a reasonable outcome. The variables with the most important effects on changes in power extraction were wave height and channel height. Moreover, in the cases we investigated, power ranged from approximately zero to 29.2Kw, and in four cases, it was greater than 17Kw.