دو محقق راه های مقرون به صرفه ای را برای خرید این پاهای عجیب و غریب که به کف دریا می افتند - همچنین به عنوان لنگرگاه شناخته می شوند - برای یک مرکز آزمایش انرژی موج جدید در حال ساخت در سواحل اورگو تعیین کرده اند.

کدام یک ارزان تر است: اسپرد (spread) نیمه محکم یا شناور وزنه دار؟

نه، این شروع معمای ابوالهول نیست. اما این سؤال - و سؤالات دیگر مانند آن - یک مطالعه اخیر را در مورد سیستم‌های پهلوگیری، ترکیب‌های لنگر-خط که کشتی‌ها، شناورها و سایر اجسام شناور را از دور شدن روی امواج بازمی‌دارد، آغاز کرد.

هدف از این مطالعه شناسایی مقرون‌به‌صرفه‌ترین راه برای دفتر فناوری‌های نیروی آب وزارت انرژی ایالات متحده (WPTO) برای دستیابی به سیستم‌های پهلوگیری، از جمله، به طور بالقوه، پخش نیمه‌تنیده‌ی گیج‌مانند و شناور وزنی سیلندر، بود. (برای سایت آزمایش انرژی موج جدید)

اگر این هنوز هم مثل یک معمای ابوالهول به نظر می رسد، دلیل اهمیت این معمای هزینه است: در سال 2025، انتظار می رود سایت جدید آزمایش PacWave South برای اولین بار جایگاه خود را برای توسعه دهندگان فناوری انرژی موجی باز کند.

در آنجا، درست در سواحل اورگان، توسعه‌دهندگان می‌توانند نمونه‌های اولیه امیدوارکننده خود را در امواج واقعی اقیانوس آزمایش کنند، که یک گام اساسی برای تعیین اینکه آیا این دستگاه‌ها می‌توانند در یک اقیانوس پرآشوب مقاومت کنند یا خیر.

اما PacWave یک جزء حیاتی مورد نیاز برای اجرای چنین آزمایش‌هایی را از دست داده است: آنها به سیستم‌های پهلوگیری نیاز دارند.

اشتاین هوسنر معمار دریایی و مهندس دریایی در آزمایشگاه ملی انرژی های تجدیدپذیر (NREL) و یکی می گوید: هدف اصلی سیستم های پهلوگیری این است که دستگاه را در جایی که می خواهید نگه دارید و اجازه ندهید که شناور شود یا به چیز دیگری برخورد کند.

سوال این بود که آیا برای PacWave داشتن اجزای لنگر یا طراحی و به دست آوردن آنها توسط توسعه دهندگان مفید است؟

این سوال ممکن است ساده به نظر برسد، اما اینطور نیست. هیچ دو مبدل انرژی موج - دستگاه هایی که امواج اقیانوس را به برق تبدیل می کنند - یکسان نیستند. این بدان معناست که هیچ سیستم پهلوگیری به تنهایی نمی تواند به هر نمونه اولیه ای که در PacWave فرود می آید (به جز نمونه های بزرگ و بسیار گران قیمت) خدمت کند.

برخی از مبدل های انرژی موج به اندازه شناورها کوچک هستند. برخی دیگر به بزرگی هواپیماهای شناور هستند که برای فرود روی آب طراحی شده اند و به بیش از یک بند نیاز دارند.

برخی نیاز به یک زنجیر سخت دارند در حالی که برخی دیگر با یک طناب انعطاف پذیر که به آنها اجازه می دهد در امواج حرکت کنند عملکرد بهتری دارند.

اگر هر شرکتی سیستم پهلوگیری مخصوص به خود را بخرد که مطابق با طراحی سفارشی آن سفارشی شده باشد، هم گران و هم ناکارآمد خواهد بود. اگر یک توسعه‌دهنده فناوری فقط برای چند ماه یک دستگاه را آزمایش می‌کند، چرا این همه پول را فقط برای یک آزمایش خرج می‌کند؟

اما اگر PacWave بتواند چند سیستم پهلوگیری عمومی را که می‌توانند به اکثر مبدل‌های انرژی موج خدمت کنند، شناسایی کند، این تأسیسات می‌تواند به صورت عمده خرید کند و در هزینه‌های همه صرفه‌جویی کند.

بنابراین هوسنر به همراه یکی از نویسندگان مطالعه، Senu Sirnivas مهندس مکانیک در NREL، تصمیم گرفتند تا تعیین کنند که چه نوع سیستم های پهلوگیری عمومی می توانند کار را انجام دهند و این سیستم ها چقدر هزینه دارند.

اما ابتدا، همکاران Housner و Sirnivas در آزمایشگاه ملی شمال غرب اقیانوس آرام، فهرستی از تمام دستگاه‌های انرژی موج بالقوه را که می‌توانند توانایی خود را در PacWave آزمایش کنند، گردآوری کردند.

بر این اساس، تیم دستگاه‌ها را به سه نوع اصلی دسته‌بندی کرد: جاذب‌های نقطه‌ای (که شبیه پیستون‌هایی هستند که در امواج شناور می‌شوند)، تضعیف‌کننده‌ها (که مار مانند هستند و اساساً بر امواج سوار می‌شوند) و ستون‌های آب نوسانی (که محفظه‌های بزرگی هستند که انرژی امواج را با جهش آب به داخل و خارج مهار می‌کنند).

اگرچه دستگاه‌های انرژی موج در اشکال و اندازه‌های مختلفی تولید می‌شوند، اما بیشتر آنها در یکی از سه طعمی که در تصویر نشان داده شده است: ستون آب نوسانی (سمت چپ)، تضعیف کننده (وسط) و جاذب نقطه (راست) ارائه می‌شوند.

برای مطالعه لنگر انداختن خود، محققان سیستم های عمومی را شناسایی کردند که می توانند به هر سه مورد خدمت کنند.

هوسنر گفت: سپس سوال این بود که چگونه هزینه کل خرید اجزای سیستم پهلوگیری برای PacWave را تعیین کنیم؟

آیا ما می گوییم، پنج مورد از این خطوط پهلوگیری را از شرکت X سفارش دهید و این تمام چیزی است که نیاز دارید؟ سپس چگونه می توانید چند عدد از هر سیستم پهلوگیری را برای دستگاه هایی انتخاب کنید که ممکن است در PacWave آزمایش شوند یا نباشند؟

برای حل این معما، هوسنر و سیرنیواس بررسی کردند که سایت آزمایش انرژی امواج نیروی دریایی ایالات متحده در هاوایی چگونه سیستم های پهلوگیری خود را مدیریت می کند.

سیرنیواس گفت: سیستم پهلوگیری از قبل در آب نصب شده بود. بنابراین، مردم می توانند وارد شوند و به سیستم موجودی که در حال حاضر وجود دارد متصل شوند.

در عوض، Sirnivas و Housner توصیه می‌کنند که PacWave قطعات پهلوگیری را خریداری کرده و در ساحل ذخیره کند. و برای جلوگیری از خرید سیستم‌هایی برای دستگاه‌هایی که ممکن است هرگز ظاهر نشوند، آنها همچنین توصیه می‌کنند اجزای لنگرگاهی را که برای هر دستگاه به هنگام رسیدن کار می‌کنند، خریداری کنید.

هنگامی که یک دستگاه آزمایش اقیانوسی خود را به پایان می رساند، PacWave اجزای سیستم پهلوگیری را حفظ می کند. در نهایت، آن‌ها می‌توانند مجموعه‌ای متنوع به‌اندازه کافی برای خدمت تقریباً به هر دستگاه انرژی موجی ایجاد کنند.

هنگامی که Housner و Sirnivas کاربردی ترین راه را برای خرید سیستم های پهلوگیری شناسایی کردند، در نهایت توانستند مقرون به صرفه ترین نسخه های آن سیستم ها را ردیابی کنند.

بر اساس این تخمین ها، هاوسنر گفت، اگر PacWave برای هر یک از چهار اسکله خود یک سیستم پهلوگیری بخرد - مناطق تعیین شده ای که دستگاه ها می توانند بدون برخورد با یکدیگر لنگر بیاورند - احتمالاً حدود 2 میلیون دلار هزینه خواهد داشت.

اگر آن‌ها سیستم‌های پهلوگیری به‌ اندازه کافی برای جا دادن وسایل انرژی موجی به اندازه آب‌هایشان بخرند، ممکن است به حدود 9 تا 10 میلیون دلار برسد، اما سایت نیازی به انجام این کار ندارد – حداقل هنوز.

و 2 میلیون دلار یک معامله است: من از این هزینه ها تعجب نمی کنم.

هدف این بود که هزینه را به حداقل برسانیم و ما این کار را کردیم، اکنون این بر عهده WPTO و PacWave است که تصمیم بگیرند با توصیه های Housner و Sirnivas چه کنند.

به هر حال اگر حدس زدید اسپرد نیمه محکم ارزانتر است، درست می گفتید. ابوالهول به شما اجازه عبور می دهد.

مالکیت معنوی مجله انرژی (energymag.ir) علامت تجاری ناشر است. سایر علائم تجاری مورد استفاده در این مقاله متعلق به دارندگان علامت تجاری مربوطه می باشد. ناشر وابسته یا مرتبط با دارندگان علامت تجاری نیست، و توسط دارندگان علامت تجاری حمایت، تایید یا ایجاد نشده است، مگر اینکه خلاف آن ذکر شده باشد و هیچ ادعایی از سوی ناشر نسبت به حقوق مربوط به علائم تجاری شخص ثالث وجود ندارد.