ساخت اولین مبدل انرژیِ موج دوبدنه‌ای کشور

جام جم آنلاین اصفهان به نقل از ایسنا ؛ شهریار منصورزاده، مدیر گروه پژوهشی هیدرودینامیک پژوهشکده زیر دریا دانشگاه صنعتی اصفهان درباره این دستاورد، اظهار کرد: این دستگاه، مبدلِ جاذبِ انرژی موج دو بدنه‌ای است که انرژی موج را به الکتریسیته تبدیل می‌کند. قطر این مبدل ۷۰ سانتی متر است و ارتفاع آن ۱۴۰ سانتی‌متر و این دستگاه  در این ابعاد محدود،  برقی در حدود ۵ تا ۸ وات در یک موج فرکانسی که مشابه رنج فرکانس امواج دریا است، تولید می‌کند. این مدل پایلوت ساخته‌شده، از یک بدنه شناور و یک بدنه مغروق شامل یک دکل و یک‌صفحه سنگین افقی، تشکیل‌شده که در اثر برخورد موج با بدنه‌های شناور و مغروق، حرکت نسبی نوسانی، در جهت عمود بر سطح آب، به وجود می‌آید. این حرکت در یک سیستم برداشت قدرت(PTO ) به یک حرکت دورانی تبدیل شده و سپس به محور یک ژنراتور برق منتقل‌شده و تولید الکتریسیته می‌کند.

وی افزود: در واقع، این دستگاه نمونه کاملِ آزمایشگاهی این مبدل است و اگر بخواهیم آن را در ابعاد واقعی بسازیم، می‌توانیم این دستگاه را ۱۰  یا ۱۵ برابر بزرگتر از نمونه آزمایشگاهی آن بسازیم که در این صورت می‌توانیم حدود ۱۰۰۰ برابر این ۸ وات، یعنی ۸ کیلووات از آن انرژی بگیریم و اگر این دستگاه را ۲۰ برابر بزرگتر کنیم، خیلی بیشتر از این مقدار می‌توانیم الکتریسیته بگیریم.  

عضو هیئت علمی پژوهشکده علوم و فناوری زیر دریا ادامه داد: این یک کار مشترک پژوهشی میان دانشگاه صنعتی اصفهان و دانشگاه هامبورگ بوده است که با دریافت گرنت تحقیقاتی مشترک و با اعتبار 55 هزار یورو توسط دکتر پرویزیان، از اعضای بنیاد علمی (Alexander von Humboldt (Avh کشور آلمان انجام شده است.

منصورزاده درباره مراحل انجام این پروژه، تصریح کرد: در این پروژه پژوهشی، بیش از ۹۰ درصد کارها را در دانشگاه صنعتی اصفهان و آزمایشگاه هیدرودینامیک پژوهشکده زیردریایی دانشگاه صنعتی اصفهان انجام داده‌ایم. این پروژه شامل بخش‌های مختلفی بود، در ابتدا حرکت این مبدل را در یک استخر مجازی به‌صورت عددی و تحلیلی شبیه سازی کردیم و آن پارامترهایی را که می‌خواستیم بدست آوردیم و پس از آن یک سری تجهیزات را برای تست مدل‌های مختلف در آزمایشگاه یا در تانک موج طراحی کردیم و همان کارهایی که به‌صورت عددی یا تحلیلی انجام داده بودیم، به‌صورت آزمایشگاهی انجام دادیم تا بتوانیم ابعاد بهینه این مبدل را بدست بیاوریم، چون ابعاد این مبدل باید طوری باشد که فرکانس طبیعی آن با فرکانس موج نزدیک هم باشد تا حداکثر حرکات نوسانی را روی سطح آب داشته باشد و ما بتوانیم حداکثر انرژی برق یا الکتریسیته را از آن بگیریم. 

وی ادامه دارد: این پروژه تقریبا چهار سال پیش شروع شد و حدود یک ماه پیش ما موفق شدیم که عملا از این مبدل برق بگیریم. یعنی از مراحل طراحی شروع شد، از مراحل اپتیمایزیشن یا بهینه سازی و انجام تست‌های آزمایشگاهی و تست‌هایی که با امواج مختلف و با فرکانس‌های مختلف انجام دادیم و بین نتایجی که به‌صورت عددی گرفتیم و نتایجی که به‌صورت تجربی به دست آوردیم، مقایسه‌ای انجام دادیم. من فکر می‌کنم در کشور، این اولین نمونه‌ای باشد که که ما عملا توانستیم مبدلی بسازیم که نسبت به ابعاد آن، برق قابل توجهی تولید کند. 

تولید برق از امواج دریا در ردیف انرژی‌های سبز و پایدار است

منصورزاده درباره کاربردهای این نوع از مبدل، گفت: این مبدل‌ها کاربردهای مختلفی دارند. این امکان وجود دارد که با ساخت مبدل‌های موج در ابعاد بزرگ و ایجاد مزرعه‌های بزرگ مبدل‌های امواج در دریا، برق مورد نیاز تجهیزات دریایی دور از ساحل و یا ایستگاه‌های دریایی را تأمین کرد. یا هنگامی که شما وسط دریا احتیاج به الکتریسیته دارید و از الکتریسیته سلول خورشیدی هم نمی‌توانید استفاده کنید (چون امکان استفاده از انرژی خورشیدی حداکثر ۸ الی ۹ ساعت است)، اما با انرژی امواج، شما ۲۴ ساعته موج دارید و می‌توانید متناسب با نیاز و در کنار تجهیزی که وسط دریا دارید، یکی از این مبدل‌ها را با ابعاد کوچکتر بسازید، در این حالت این مبدل می‌تواند انرژی الکتریسیته آن تجهیز را به مدت زیادی تامین کند.

عضو هیئت رئیسه پژوهشکده علوم و فناوری زیر دریا، در رابطه با نقش این مبدل در تامین انرژی سبز، خاطر نشان کرد: با توجه به اینکه در۶ الی ۷ سال آینده، مصرف سوخت‌های فسیلی به شدت محدود خواهد شد و دیگر مجاز به مصرف  سوخت‌های فسیلی نخواهیم بود، کل دنیا به این سمت پیش می‌رود که به سیستمی با حداکثر راندمان دست پیدا کند. با در نظر داشتن اینکه تولید برق از امواج دریا در ردیف انرژی‌های سبز و پایدار شناخته شده، پژوهشگران دنیا به دنبال رقابت این مبدل‌ها با انواع دیگر مبدل‌ها مثل سلول‌های خورشیدی یا توربین‌های بادی، برای تامین انرژی پاک هستند.

مدیر گروه پژوهشی هیدرودینامیک پژوهشکده زیر دریا دانشگاه صنعتی اصفهان، خاطر نشان کرد: کار بزرگی انجام شده است، به مدت چهار سال ۴ دانشجوی دکتری و سه نفر هیئت علمی روی این پروژه کار کرده‌اند، بیش از ۹۰ درصد کارها، به دلیل وجود امکانات و تجهیزات آزمایشگاهی در دانشگاه صنعتی اصفهان و آزمایشگاه هیدرودینامیک پژوهشکده زیردریا دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شده و از نظر فکری و تجهیزاتی بر روی این کار سرمایه گذاری شده است. در واقع، ما به جایی رسیده‌ایم که می‌توانیم این پروژه را توسعه دهیم و این صنعت را بومی‌سازی کنیم. اگر که ارگان‌های مختلف ما را یاری کنند هم به نفع کشور است و هم به نفع آینده دانشگاه و پژوهشکده‌های داخل کشور. اما اگر حمایت لازم توسط نهادها و ارگان‌ها صورت نگیرد، به دلیل اینکه این یک پروژه مشترک میان ایران و آلمان است، به راحتی می‌آیند از این تجارب استفاده می‌کنند. کاری که ما می‌توانستیم تا اینجا انجام دهیم، انجام داده‌ایم، امیدواریم مسئولین و کسانی که قادر به کمک و یاری هستند، از حمایت لازم دریغ نکنند.

 شهریار منصورزاده، عضو هیئت علمی پژوهشکده علوم و فناوری زیردریا و جمشید پرویزیان، عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی اصفهان با همکاری پروفسور الکساندر دوستر از دانشگاه هامبورگ با مشارکت دو نفر از دانشجویان برتر دانشکده مکانیک، گرایش ساخت و تولید، به نام‌های سعید رضایی و امیر رحیمی و دو دانشجوی دکتری  کشور آلمان از دانشگاه هامبورگ، اعضای این پروژه تحقیقاتی دانشگاه صنعتی اصفهان هستند.

یافته‌های علمی این پروژه پژوهشی نیز تاکنون در چند ژورنال معتبر علمی از جمله Renewable Energy و Ocean Engineering منتشر شده است.

هاجر مقضی خبرنگار جام جم آنلاین