مطالعه عددي پاسخ ديناميكي و عملكرد قدرت يك مفهوم جديدي از تركيب توربين بادي و سيستم جاذب نقطه‌اي انرژي موج

Numerical study of dynamic response and power performance of a combination wind turbine and a point absorber wave energy system; a new concept

يكي از روش‌هاي مهم توليد انرژي پاك به صورت تركيبي، استفاده از منابع انرژي تجديدپذير در درياها و اقيانوس‌ها مي‌باشد. در اين مقاله يك سيستم تركيبي جديد به منظور استحصال همزمان انرژي از باد و امواج دريا پيشنهاد شده است. اين سيستم، تركيبي از توربين بادي با زيرساخت ثابت سه پايه و سه مبدل انرژي موج از نوع جاذب نقطه‌اي در آب‌هاي عمق متوسط مي‌باشد. به منظور بررسي عملكرد هيدروديناميكي سيستم جاذب انرژي موج در اين سيستم تركيبي از نرم افزار تحليل عددي انسيس آكوا استفاده شده است. اين نرم افزار يك ابزار مناسب براي مدل‌سازي سيستم‌هاي تركيبي به روش المان مرزي در محيط دريا است و قابليت تطبيق ويژگي‌هاي مكانيكي و هيدروديناميكي بين اجسام در سيستم‌هاي تركيبي را دارد. در ابتدا بر اساس توان توليدي در مبدل انرژي موج منفرد، مقدار بهينه ضريب هيدروليكي سيستم PTO بدست مي‌آيد و پس از آن پاسخ ديناميكي و عملكرد قدرت آن در امواج منظم مورد بررسي قرار مي‌گيرد. در پايان به بررسي عملكرد مجموع سيستم‌هاي جاذب انرژي موج پرداخته و با عملكرد سيستم منفرد مقايسه مي‌شود.

One of the most important ways to produce clean energy in combination is to use renewable energy sources in the seas and oceans. In this paper, a new hybrid system is proposed to simultaneously extract energy from wind and sea waves. This system is a combination of a wind turbine with a fixed Tri-piles substructure and three wave energy converters in the transitional water. In order to verify the hydrodynamic performance of the wave energy absorber system in this hybrid system, the ANSYS-AQWA numerical analysis software has been used. The software is a suitable tool for modelling hybrid systems in the boundary element method in the sea environment and is able to adapt the mechanical and hydrodynamic properties of objects in hybrid systems. Initially, based on the power production in a single wave energy converter, the optimal hydraulic coefficient of the PTO system is obtained and then the dynamic response and power performance are studied in regular waves. Finally, the total performance of wave absorption systems is evaluated and compared with the performance of a single system.