شبيه‌سازي سيستم تبديل انرژي موج دریا به انرژي الکتريکي با استفاده از ژنراتور خطي مغناطيس دائم به همراه گزارش فارسی

فهرست مطالب:

1 مقدمه…………………………………………………………………………………………………………………………………………………3

1-1 مزيت انرژي موج به ديگر انرژي ها……………………………………………………………………………………………4

1-2 مبدل هاي انرژي موج و تاريخچه پيشرفت……………………………………………………………………………….4

1-2-1 مبدل هاي ساحلي………………………………………………………………………………………………………….5

1-2-2 مبدل هاي نزديک ساحل……………………………………………………………………………………………….7

1-2-3 مبدل هاي دور از ساحل…………………………………………………………………………………………………9

1-3 تاريخچه اقتصادي موج……………………………………………………………………………………………………………10

2 مبدل PM و شماتيک عملکرد آن………………………………………………………………………………………………….11

3 بررسي معادلات موج و مبدل PM………………………………………………………………………………………………….16

3-1 معادلات موج………………………………………………………………………………………………………………………….16

3-2 معادلات مبدل PM ………………………………………………………………………………………………………………17

3-2-1 معادلات الکتريکي و الکترو مغناطيسي………………………………………………………………………17

3-2-2 معادلات ديناميکي……………………………………………………………………………………………………….19

4 الگوريتم شبيه سازي……………………………………………………………………………………………………………………….22

5 شبيه سازي………………………………………………………………………………………………………………………………………25

6 نتايج شبيه سازي…………………………………………………………………………………………………………………………….30

7 بررسي اقتصادي……………………………………………………………………………………………………………………………….33

فهرست واژگان کليدي………………………………………………………………………………………………………………………..37

فهرست منابع……………………………………………………………………………………………………………………………………….39

مقدمه:

با  افزايش توجهات به سمت انرژي هاي نو و مزاياي آنها، انرژي حاصل از موج به عنوان يک انرژي گسترده موجود روي زمين بايد مورد توجه ويژه اي قرار بگيرد و مي تواند اثر مشخص تري در  تامين انرژي آينده داشته باشد.

موج اقيانوس ها معمولا قدرتمند هستند ولي داراي فرکانس شديدا پاييني هستند(پريود زماني تقريبي10 ثانيه يعني 0.1Hz)[1]، و اين مساله نياز ما به مبدل هايي که قابليت افزايش فرکانس را دارند نمايان مي کند.

ميزان انرژي موجود در دريا، در حوالي انگلستان بيش از 120 GW است[6] وميزان انرژي قابل حصول از آن را بين   7-11GWتخمين زد، اين رقم در کل دنيا بين200-5000GW است[1] (اطلاعات دقيقتر در جدول (1-1) نشان داده شده است).

جدول(1-1): ظرفيت انرژي در کشورهاي مختلف برحسب تراوات ساعت در سال[10]

شکل(1-1): قدرت انرژي موج در نقاط مختلف دنيا بر حسب Kw/m [4]

در شکل (1-1) ظرفيت انرژي موج (بر حسب Kw/m ) در دنيا نشان داده شده است.

انگلستان به واسطه موقعيت جغرافيايي اش در زمره پر پتانسيل ترين کشور ها در زمينه انرژي موج محسوب مي شود، در پي بحران نفت در اوايل دهه 1970، وزارت انرژي انگلستان ميليون ها پوند صرف انرژي موج کرد،. [1]بر اثر همين مساله، بيشترين تحقيقات در زمينه انرژي موج در کشور انگلستان انجام پذيرفته است.

شروع برنامه ها، از برنامه(R&D) Cockrell Raft & Salter Duc  بود، به اين علت که Cockrell Raft يک ستون بسيار طولاني از شناورهاي به هم چسبيده، فضاي زيادي را اشغال مي کرد و هزينه بسيار زيادي داشت، ترک شد. ولي Salter Duck به کار خود ادامه داد. [1]

مشکل اصلي کار اينجا بود که مي خواستند در همان اوايل از اين انرژي 2GW  استخراج کنند، و اين در آن زمان با تجربه کاري کم کاري بسيار مشکل بود، اواخر دهه 70 و اوايل 80 مقالات زيادي در زمينه مبدل هاي اين انرژي ارائه شد، ولي به اين علت که نتوانستند انتظارات را برآورده کنند، اين پروژه ها با تقليل بودجه مواجه شدند. همين امر باعث رکود در تحقيقات انرژي موج شد[1]، تا اينکه در 10-15 سال اخير با سرمايه گذاري ايرلند و اسکاتلند ودانمارک و گزارش thrope در سال 1999[7] (کتاب گزارش ارائه شده به وزارت صنعت و بازرگاني انگلستان) که نشان مي دهد انرژي موج اقتصادي است( به خصوص در جزاير)، دوباره توجهات به سوي اين انرژي برگشت و در سالهاي اخير شاهد پيشرفت هاي جديد در زمينه مبدل هاي  جديد هستيم.[1]