مطالعه‌ي آزمايشگاهي تاثير عمق آب و فركانس موج برخوردي بر عملكرد يك مبدل صفحه‌اي (OWSC) تحت شرايط امواج درياي مازندران

Experimental Study on The Effect of Water Depth and Incident Wave Frequency on The Performance of a OWSC Imposed to Caspian Sea Wave Conditions

مبدل‌هاي انرژي موج صفحه‌اي در مناطق نزديك ساحل براي توليد برق و پمپاژ آب استفاده مي‌شوند. عمق آبخور و فركانس موج برخوردي، پارامترهايي تاثيرگذار بر عملكرد اين دسته از مبدل‌ها مي‌باشند. در اين مقاله، اثر عمق آبخور و فركانس موج برخوردي بر عملكرد يك مبدل در مقياس 1:8 به‌صورت تجربي بررسي شده است. سامانه‌ي انتقال توان مبدل (PTO) هيدروليكي مي‌باشد. همچنين درياي مازندران به‌عنوان درياي هدف انتخاب شد. پس از كاليبراسيون تجهيزات و آناليز عدم قطعيت، آزمون‌هاي تجربي در استخر موج دانشگاه صنعتي نوشيرواني بابل و تحت اثر امواج منظم انجام شدند. با توجه به پريود غالب امواج درياي مازندران ([8-4] ثانيه)، پس از مقياس‌بندي فرود، آزمون‌ها در بازه‌ي پريود [2/5-1/6] ثانيه انجام شدند كه معادل بازه‌ي فركانسي [0/63-0/4] هرتز مي‌باشد. همچنين با توجه به اهميت عمق آبخور مبدل، عملكرد مبدل از عمق آبخور 0/1- (فلپ مغروق) تا 0/6 متر بررسي شد. با توجه به نتايج، در همه‌ي عمق آبخورها، بهترين عملكرد مبدل در پايين‌ترين فركانس بوده، با افزايش فركانس عملكرد مبدل كاهش يافته است. بهترين عملكرد مبدل در عمق آبخور بي‌بعد 0/43 (معادل با عمق آبخور 0/4 متر) به‌دست آمد و در عمق آبخورهاي بزرگ‌تر و كوچك‌تر توان مبدل كاهش يافت. شايان ذكر است كه در عمق آبخور منفي (فلپ مغروق)، مبدل پايين‌ترين عملكرد را دارد. مقادير بيشينه‌ي دبي، توان و فشار در مقياس آزمايشگاهي به ترتيب 0/14 ليتر بر ثانيه، 21/3 وات و156/8 كيلوپاسكال به‌دست آمد كه با استفاده از مقياس‌بندي فرود در مقياس واقعي، به‌ترتيب 24/6 ليتر بر ثانيه، 30/9 كيلووات و1254/5 كيلوپاسكال خواهد شد.

Flap-type WECs are used On-Shore to generate electricity and pump. The draft depth and incident wave frequency are parameters affecting the performance of this type of converters. In this paper, the effect of water draft depth and incident wave frequency on the performance of a converter at a scale of 1: 8 investigated experimentally. The power take-off system is hydraulic. The Caspian Sea was also selected as the target sea. After calibration and uncertainty analysis, experimental tests performed in the wave-flume of BNUT by regular waves. Considering the period of the Caspian Sea ([4-8] s), Froud scaling, the tests were performed in the period interval of [1.6-2.5] s, which is equivalent to the frequency interval [0.4-0.63 ] Hz. Also, due to the importance of the converter's draft, the converter's performance was evaluated from the draft of -0.1 (submerged flap) to 0.6 m. According to the results, the best converter performance was at the lowest frequency; the converter performance decreased with increasing frequency. The best converter performance was obtained at the dimensionless draft of 0.43 (equivalent to 0.4 m draft), and the converter power was reduced at larger and smaller draft. It is worth noting that at a negative draft (submerged flap), the converter has the lowest performance. The maximum values ​​of flow, power and pressure on a laboratory scale were 0.14 liters per second, 21.3 watts and 156.8 kPa, respectively, which were measured at 18 liters per second, 22.66 kW, respectively, using Froud scaling method. an‎d will be 1249/61 kPa