Avustralya ve Almanya’dan bir grup araştırmacı, gelen dalgaların taşıdığı enerjinin yüzde 90’ının elektriğe dönüştürülmesini mümkün kılabilecek yeni bir yöntem geliştirdi.
Proje, Almanya’daki Augsburg Üniversitesi ile Avustralya’daki Adelaide Üniversitesi ve Melbourne Üniversitesi ortaklığında yürütüldü. Ekip, her bir şamandıranın kendisine ulaşan dalgalara göre ayrı ayrı ayarlanmasının, büyük dalga enerjisi çiftliklerinin enerjiyi çok daha verimli toplamasını sağlayabileceğini belirledi.
Araştırmacıların simülasyonları 50 veya 100 şamandıradan oluşan büyük çiftliklere dayanıyordu. Ekip, bu yaklaşımın dalga frekansı ve yönü değişse bile yüksek enerji üretiminin korunmasına yardımcı olabileceğini düşünüyor.
Augsburg Üniversitesi bünyesindeki Matematik Enstitüsü‘nden Dr. Malte Peter, “Örneğin deniz tabanına sabitlenmiş özel şamandıralar kullanılabilir. Dalgalar bu şamandıraları yukarı kaldırır, ardından dalga çukurlarında yeniden aşağı inerler. Bu sürekli yukarı-aşağı hareket, elektrik üreten bir tür dinamoyu çalıştırır.” dedi.
Her Şamandıranın Ayrı Ayrı Ayarlanması
Araştırmacılara göre bazı şamandıralar küçük bir ev boyutuna ulaşabiliyor ve birkaç yüz haneye yetecek kadar enerji üretebiliyor fakat çok sayıda şamandıranın tek bir çiftlikte bir araya getirilmesi, dalgaların bu düzen içinde nasıl hareket ettiğini değiştirebiliyor.
Dalgalar çiftliğin içinden ilerlerken şamandıralar, saçılma ve perdeleme gibi etkilerle dalgaları değiştiriyor. Bu nedenle çiftliğin ön kısmındaki bir şamandıraya ulaşan dalgalar, daha gerideki bir şamandıraya ulaşanlardan çok farklı olabiliyor.
Peter bu durumu, “Sorun da bu. Şamandıraların yukarı ve aşağı hareket etmek için tercih ettiği belirli bir ritim var. Buna rezonans frekansı da diyoruz.” sözleriyle vurguladı.
Modern dalga enerjisi şamandıralarında bu rezonans frekansı belirli sınırlar içinde ayarlanabiliyor. Ayrıca şamandıranın çalıştırdığı jeneratörün direnci de değiştirilebiliyor.
Çalışma kapsamında araştırmacılar, dama tahtasına benzer bir düzende yerleştirilmiş 50 veya 100 şamandıradan oluşan bir çiftlikte her şamandıra için bu iki parametreyi ayrı ayrı optimize etti. Ekip ayrıca her cihazın konumunu ve çevresindeki dalgalarla etkileşimini de hesaba kattı.
Dalga Enerjisinin Yakalanması
Simülasyonlar, bu stratejinin şaşırtıcı derecede geniş bir dalga frekansı aralığında işe yaradığını gösterdi. Sistem ayrıca dalgalar hızlı veya yavaş ulaştığında benzer performansı korudu. Gelen dalgaların yönündeki değişikliklerin de etkisi sınırlı kaldı.
Bunun sonucunda, gelen dalgaların taşıdığı enerjinin yaklaşık yüzde 90’ı elektriğe dönüştürülebildi. Peter bir basın açıklamasında, “Şaşırtıcı derecede geniş bir dalga frekansı aralığında çok yüksek verim sağlayan bir strateji bulduk.” dedi.
Çalışma, sistemin dalgaların kendisi üzerindeki etkisini de gösterdi. Ekibe göre dalgalar, enerji toplayan şamandıra sıralarından geçtikçe giderek küçüldü. Dalgalar çiftlikten çıktığında su yüzeyinde yalnızca hafif bir hareket kalmıştı.
Bu yaklaşım, mevcut teknolojide büyük değişiklikler yapmadan gelecekte dalga enerjisinden elde edilen elektrik miktarını artırabilir. Ancak okyanus dalgalarındaki enerji ücretsiz olarak bulunabilse de bu enerjiyi toplamak için gereken makinelerin inşa edilmesi, kurulması ve bakımının yapılması hâlâ pahalı.
Ekibe göre büyük dalga enerjisi çiftliklerinin halihazırda yaygın olarak kullanılan rüzgar ve güneş enerjisiyle rekabet edip edemeyeceği, teknolojik gelişmelere ve maliyetlere bağlı olacak. Peter sözlerini, “Şaşırtıcı derecede geniş bir dalga frekansı aralığında çok yüksek verim sağlayan bir strateji bulduk.” diyerek tamamladı.
Çalışma, Journal of Fluid Mechanics dergisinde yayımlandı.
Kaynak: https://interestingengineering.com/energy/100-buoys-the-size-of-small-houses-could-tap-90-of-ocean-wave-energy-for-power
