د ځپې ځواک (طاقت)
د باد له څپو څخه د انرژۍ نيول د ځپې طاقت دی، تر څو ګټور کار ځينې واخيستل شي – د بېلګې په ډول، د برېښنا تر لاسه کول، د اوبو تصفيه کول، يا د اوبو پمپ کول. هغه ماشين چې د څپو له ځواک څخه ګټه اخلي، د اوبو انرژۍ بدلونکی (WEC) بلل کېږي.
څپې له هغه باد څخه منځ ته راځي چې د سمندر له سطحې څخه تېرېږي. تر هغه ځايه چې څپې پورته د هوا د رفتار څخه په کراره خپرېږي، نو انرژي له باد څخه څپو ته لېږدول کېږي. د څپې د څوکې د هوا د لګېدو پر لور او له هوا څخه د خوندي لوري تر منځ د هوا د فشار توپيرونه او له سطحې سره د هوا سولېدل د قينچي کېدو د ضربې او د څپې د ودې لامل ګرځي. [۱]
د څپې ځواک د سمندري له ځواک څخه جلا دی، کوم چې د لمر او سپوږمۍ د جاذبې قوې له امله منځ ته راغلې انرژۍ جريان تر لاسه کوي. د ماتېدونکو څپو، باد، کوريوليس اغېز، کيبلينګ او تودوخې د درجې او د تروشوالي د توپيرونو په ګډون، نور ځواکونه هم کولای شي چې جريانات پيدا کړي.
تر ۲۰۲۲ز کال پورې، د بادي ځواک، د اوبو ځواک، هستوي ځواک او لمريز ځواک په څېر د نورو نوي کېدو وړ سرچينو په پرتله د څپو ځواک د سوداګريزو فعاليتونو لپاره په پراخه کچه نه دی استعمال شوی. د دې ځواک د کارولو هڅه په ۱۸۹۰ يا له دې څخه مخکې پيل شوې ده، په بنسټيز ډول د دې ځواک د کثافت (غلظت يا ډبلوالی) له امله. د فوټوولټک تختو کثافت 1 kW/m2 دی (په يو متر مربع کې يو کيلوواټه)، په داسې حال کې چې باد د يوې ثانيې په اندازه په دولسو مترو کې په يو متر مربع يواځې يو کيلوواټ ته رسېږي؛ د بېلګې په ډول د سان فرانسسکو په ساحل کې د څپې کلني ځواک کثافت په یو متر کې پنځه ويشت کيلوواټه دی.[۲][۳]
په ۲۰۰۰ز کال کې د « Islay LIMPET» په نوم په نړۍ کې د څپو د ځواک لومړۍ سوداګريزه اله د سکاټلينډ د «ايسلي» په ساحل نصب شوې وه او له ملي شبکې سره نښلول شوې وه. په ۲۰۰۸ز کال کې، لومړۍ ګڼ جنراتوري د څپو کارخونه د پرتګال په (Aguçadoura Wave Park) کې پرانيستل شوه. [۴][۵]
په پرانيستي سمندر کې د څپې د ځواک د سيستم د فعاليت د تاييد او ډاډمنتيا ازموينې کارول شوي دي. په ۲۰۲۱ز کال کې، « CalWave Power Technologies, Inc» د سان ډياګو په ساحل کې، د خپل تجربوي واحد اله پر کار واچوله. [۶][۷]
د څپو د انرژي بدلونکي د هغې د کار کولو د اصولو پر بنسټ ډلبندي کېدای شي:[۸][۹]
- د ښوځنده (ځنګېدونکو/يو خوا بل خوا ټال وهونکو) اوبو ستنې (د هوايي توربين سره)
- ښوځنده جسمونه (د هايډرواليکټريک موټر، هايډروليک توربين، خطي برېښنايي جنراتور سره)
- ډېرې لوړې (د ښکته سر هاډروليک توربين سره)
فزیکي مفکوره[سمول]
د ډېرو مايعو حرکتونو په څېر، د سمندري څپو او انرژۍ د بدلونکو تر منځ تعامل د يو لوړ ترتيب غېر خطي ښکارنده ده. دا د نه راټولېدونکي « Navier-Stokes» معادلاتو په استعمال سره بيانېدای شي
په داسې حال کې چې د مايع رفتار دی، فشار دی، کثافت دی، سرېښتناک والی دی او په هرې مايعې ذرې سوچه بهرنی ځواک دی (عموماً د جاذبې قوه). خو په عامو حالاتو کې، د څپو خوځښت د بادي څپو د تيورۍ په مټ تشریح کېږي، کوم چې په لاندې ډول فرض کېدای شي
په داسې حال کې چې د مايع رفتار دی، فشار دی، کثافت دی، سرېښناکوالی دی او په هرې مايعې ذرې سوچه بهرنی طاقت دی (عموماً د جاذې قوه). خو په عامو حالاتو کې، د څپو خوځښت د بادي څپو د تيووۍ په مټ تشریح کېږي، کوم چې دا فرض کوي چې
- تقريباً د مايع حرکت نه څرخېدونکی دی
- د ابو په سطحه فشار تقريباً ثابت دی، او
- د سمندر د فشار ژوروالی تقريباً ثابت دی.
په دې فرضيو (انګېرنو) کې تر ټولو اختلافي يې دويمه فرضيه ده؛ د سطحې د تشنج اغېزې يواځې د څو ډيسي مترو څخه د ډېرې اوږدې څپې لپاره ډېرې کمې دي.
ايري معادلې[سمول]
د لومړي شرط موخه دا ده چې حرکت د رفتار د وړتيا په مټ تشریح کېدای شي :[۱۰]
کوم چې بايد د لاپلاس معادلې ته ځواب ووايي،
په یو بېلګه ييز جريان کې، ټينګوالی (سرېښتناک والی) د نيشت برابر دی او په مايع فعاليت کونکی يواځينی بهرنی قوت د ځمکې د جاذبې قوه ده. . په دې حالاتو کې، د «Navier-Stokes» معادله په لاندې ډول راکمېږي
کوم چې د برنولي د تحفظ په قانون کې (په ځايي توګه) مدغم کېږي:
د ممکنه خطي جريان تيوري[سمول]
د کوچنيو عرض لرونکو څپو او حرکتونو په اړوند د فکر کولو پر مهال، د دويمې درجې اصطلاح له پامه غورځول کېدای شي چې د برنولي خطي معادله ورکوي،
او درېيمې ايري مفروضې بيا په لاندې ډول دلالت کوي
دا خنډونه په بشپړ ډول د «سينوسي» شکله (کوبه کوبه منحني شکل) څپې محلولونه ټاکي
چېرته چې د محلول د څپو د شمېر ټاکنه کوي او او د پولې د خنډونو په مټ ټاکل شوي دي (او ) په ځانګړي ډول،
له دې وروسته د سطحې لوړوالی په ساده ډول په لاندې ډول اخستل کېدای شي
اواره څپه د ايکس محور په استقامت مخ په وړاندې ځي.
پايلې[سمول]
ښوځنده حرکت په سطحه تر ټولو لوړ وي او له ژورتيا سره په چټکۍ کمېږي. په هر حال، د انعکاس کوونکي ساحل سره نژدې د ژورو څپو (clapotis) لپاره، د څپې انرژي په ډېره ژورتيا کې د فشار د ښوځنده په توګه موجوده وي چې مايکروسيزم (کوچنۍ زلزلې) پيداکوي. په ډېره ژورتيا کې د فشار لوړوالی او ټيټوالی د څپې د ځواک لپاره ډېر کوچنی دی چې په زړه پورې و اوسي.[۱۱]
د ايري څپو چلند دوه په زړه پورې نظامونه وړاندې کوي: د اوبو اوږدوالی د څپې له نيمايي څخه ډېر ژرو، لکه چې په سمندرونو او بحرونو کې عام دی او کمې ژورې اوبه، د کومو د څپو اوږدوالی چې د اوبو د ژوروالي څخه نږدې شل ځلې زيات وي. ژورې څپې سره تيت پرک وي: د لنډې څپې اوږدوالي څپې په تېزۍ سره خپرېږي او د اوږدې-څپې اوږدوالي څپې تر شا پرېږدي. د ژورو اوبو ګروپ رفتار د اړخ د رفتار نيمايي دی. د کمو ژورو اوبو څپې نه خپرېږي: د ګروپ رفتار د اړخ له رفتار سره برابر وي؛ او ورته څپې بې له کوم خنډ څخه خپرېږي. [۱۲][۱۳][۱۴]
لاندې جدول په بېلا بېلو نظامونو کې د څپو د چلند لنډيز وړاندې کوي:
د ژورو اوبو، کمو ژورو اوبو يا منځنۍ کچې ژورتيا په سطحه باندې د ايري جاذبې قوې څپې
اندازه | نښه | واحدونه | ژورې اوبه
(h > 1⁄2 λ) |
کمې ژورې اوبه
(h < 0.05 λ) |
د منځنۍ کچې ژوروالی
(all λ and h) |
د څپې د ځواک فارموله[سمول]
په ژورو اوبو کې، چېرته چې د اوبو ژوروالی د څپې اوږدوالي له نيمايي څخه ډېر وي، د څپې د انرژۍ جريان په لاندې ډول وي
چې P به د څپې د لوړې درجې د اوږدوالي يو يونټ څپې د انرژۍ جريان وي، Hm0 د مهمې څپې لوړوالی وي، Te د څپې د انرژۍ موده وي، ρ د اوبو کثافت او g د جاذبې قوې په مټ چټکتيا وي. پورته فارموله وايي چې د څپې ځواک د څپې د انرژۍ مودې او د څپې د لوړوالي د مربع سره د تناسب وړ دی. که د مهمې څپې لوړوالی په متر کې اندازه شي، او د څپې موده په ثانيو کې اندازه شي، نو پايله به يې د «ويوفرنټ» (ويوفرنټ هغه سطحه ده چې د څپې فاز د هغې دپاسه ثابت وي) د اوږدوالي د يو متر پر سر د څپې ځواک په کيلواټونو (kW) کې وي.[۱۵][۱۶][۱۷][۱۸]
د بېلګې په دول، له ساحل څخه څو کيلو متره لرې په ژورو اوبو کې، د درې متره څپې اوږدوالی او د اته ثانيو د څپو انرژۍ مودې سره، د متوسطو سمندري څپو په اړه فکر وکړه. د طاقت توليدولو لپاره حل کول په لاندې ډول دي
يا د څپې لوړې څوکې د يو متر پر سر د ۳۶ کيلو واټه طاقت وړتيا.
په غټو توپانونو کې، د سمندر تر ټولو سترې څپې نږدې ۱۵ متره لوړې وي او د هغې موده نږدې ۱۵ ثانيې وي. د پورته فارمولې سره سم، دا ډول څپې د «ويوفرنټ» په هر متر کې شا اوخوا ۱.۷ ميګاواټه طاقت له ځانه سره لری.
د ځپې ځواک يوه اغېزناکه اله د څپې د جريان يوه د پام وړ برخه له ځانه سره نيسي. د پايلې په توګه، د الې په شاته برخه کې د څپې لوړوالی کمېږي.
د سمندر په حالت کې، د اوبو په سطحه د جاذبې قوې د څپو په يو واحد سيمه کې منځنۍ کچې انرژۍ کثافت د څپې د لوړوالي مربع سره متناسبه وي، د خطي څپې د تيروۍ سره په سمون کې:[۱۹][۲۰]
سرچينې[سمول]
- ↑ Phillips, O.M. (1977). The dynamics of the upper ocean (الطبعة 2nd). Cambridge University Press. د کتاب نړيواله کره شمېره 978-0-521-29801-8. الوسيط
|CitationClass=
تم تجاهله (مساعدة) - ↑ Christine Miller (August 2004). "Wave and Tidal Energy Experiments in San Francisco and Santa Cruz". مؤرشف من الأصل في October 2, 2008. د لاسرسينېټه August 16, 2008. الوسيط
|CitationClass=
تم تجاهله (مساعدة) - ↑ Czech, B.; Bauer, P. (June 2012). [اصطلاحي تېروتنه: د ناپېژندلې ليکنښې لوښه "۱". "Wave Energy Converter Concepts : Design Challenges and Classification"]. IEEE Industrial Electronics Magazine 6 (2): 4–16. doi:10.1109/MIE.2012.2193290. ISSN 1932-4529.
- ↑ "World's first commercial wave power station activated in Scotland". مؤرشف من الأصل في August 5, 2018. د لاسرسينېټه June 5, 2018. الوسيط
|CitationClass=
تم تجاهله (مساعدة) - ↑ Joao Lima. Babcock, EDP and Efacec to Collaborate on Wave Energy projects Archived September 24, 2015, at the Wayback Machine. Bloomberg, September 23, 2008.
- ↑ "CalWave commissions wave energy pilot". October 13, 2021. د لاسرسينېټه October 13, 2021. الوسيط
|CitationClass=
تم تجاهله (مساعدة) - ↑ Weetch, Bella." CalWave commissions wave energy pilot." Energy Global. October 13, 2021. Web Accessed October 13, 2021.
- ↑ Falcão, António F. de O. (2010-04-01). "Wave energy utilization: A review of the technologies" (in en). Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (3): 899–918. doi:10.1016/j.rser.2009.11.003. ISSN 1364-0321. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032109002652.
- ↑ Madan, D.; Rathnakumar, P.; Marichamy, S.; Ganesan, P.; Vinothbabu, K.; Stalin, B. (2020-10-21), "A Technological Assessment of the Ocean Wave Energy Converters", Lecture Notes in Mechanical Engineering, Singapore: Springer Singapore, د کتاب پاڼي 1057–1072, doi:10.1007/978-981-15-4739-3_91, S2CID 226322561, د کتاب نړيواله کره شمېره 978-981-15-4738-6, د لاسرسينېټه ۰۲ جون ۲۰۲۲ الوسيط
|CitationClass=
تم تجاهله (مساعدة) - ↑ Numerical modelling of wave energy converters : state-of-the-art techniques for single devices and arrays. Matt Folley. London, UK. 2016. OCLC 952708484. د کتاب نړيواله کره شمېره 978-0-12-803211-4. الوسيط
|CitationClass=
تم تجاهله (مساعدة)صيانة CS1: آخرون (link) - ↑ Phillips, O.M. (1977). The dynamics of the upper ocean (الطبعة 2nd). Cambridge University Press. د کتاب نړيواله کره شمېره 978-0-521-29801-8. الوسيط
|CitationClass=
تم تجاهله (مساعدة) - ↑ Phillips, O.M. (1977). The dynamics of the upper ocean (الطبعة 2nd). Cambridge University Press. د کتاب نړيواله کره شمېره 978-0-521-29801-8. الوسيط
|CitationClass=
تم تجاهله (مساعدة) - ↑ R. G. Dean; R. A. Dalrymple (1991). Water wave mechanics for engineers and scientists. 2. World Scientific, Singapore. د کتاب نړيواله کره شمېره 978-981-02-0420-4. الوسيط
|CitationClass=
تم تجاهله (مساعدة) See page 64–65. - ↑ Goda, Y. (2000). Random Seas and Design of Maritime Structures. World Scientific. د کتاب نړيواله کره شمېره 978-981-02-3256-6. الوسيط
|CitationClass=
تم تجاهله (مساعدة) - ↑ Tucker, M.J.; Pitt, E.G. (2001). "2". In Bhattacharyya, R.; McCormick, M.E. (المحررون). Waves in ocean engineering (الطبعة 1st). Oxford: Elsevier. د کتاب پاڼي 35–36. د کتاب نړيواله کره شمېره 978-0080435664. الوسيط
|CitationClass=
تم تجاهله (مساعدة) - ↑ "Wave Power". University of Strathclyde. مؤرشف من الأصل في December 26, 2008. د لاسرسينېټه November 2, 2008. الوسيط
|CitationClass=
تم تجاهله (مساعدة) - ↑ "Wave Energy Potential on the U.S. Outer Continental Shelf" (PDF). United States Department of the Interior. د اصلي (PDF) آرشيف څخه پر July 11, 2009 باندې. د لاسرسينېټه October 17, 2008. الوسيط
|CitationClass=
تم تجاهله (مساعدة) - ↑ Academic Study: Matching Renewable Electricity Generation with Demand: Full Report Archived November 14, 2011, at the Wayback Machine.. Scotland.gov.uk.
- ↑ Phillips, O.M. (1977). The dynamics of the upper ocean (الطبعة 2nd). Cambridge University Press. د کتاب نړيواله کره شمېره 978-0-521-29801-8. الوسيط
|CitationClass=
تم تجاهله (مساعدة) - ↑ Goda, Y. (2000). Random Seas and Design of Maritime Structures. World Scientific. د کتاب نړيواله کره شمېره 978-981-02-3256-6. الوسيط
|CitationClass=
تم تجاهله (مساعدة) - ↑ Holthuijsen, Leo H. (2007). Waves in oceanic and coastal waters. Cambridge: Cambridge University Press. د کتاب نړيواله کره شمېره 978-0-521-86028-4. الوسيط
|CitationClass=
تم تجاهله (مساعدة)