Güney Katalonya’daki Universitat Rovira i Virgili’den (URV) bilim adamları bir roman yarattılar enerji hasadı yakalayan cihaz titreşimler tarafından yönlendirilen bir sarkacın okyanus akıntıları kullanılabilir üretmek elektrik gücü.
Sarkaç temelli yaklaşım mevcut yaklaşımdan daha az verimlidir”mavi enerji” su altına benzeyen biçerdöverler Rüzgar türbinleri. Ancak sistemin tasarımı da daha basittir ve donanımın çoğuyla çalışır. okyanus yüzeyisuyun zararlı etkilerini azaltmak ve deniz yaşamı bu da diğer yaklaşımlara maliyet ve karmaşıklık katar.
“Bu sistemin güzelliği, yalnızca silindirin suyun içinde olması; diğer her şeyin (şaft, şanzımanlar ve son olarak jeneratör) dışarıda olabilmesidir.” açıkladı Francisco Huera, URV Makine Mühendisliği Bölümü’nde araştırmacı.
Çığır açan enerji toplama sistemi okyanus akıntılarıyla çalışacak şekilde tasarlanmış olsa da, yaratılışının arkasındaki ekip, yaklaşımın okyanus akıntılarına uyarlanabileceğini öne sürüyor. nehirler veya daldırılmış sarkaçta titreşimlere neden olabilecek diğer hareketli su kanalları.
Sarkaç Titreşimleri Elektrik Enerjisine Nasıl Dönüştürür?
Sürdürülebilir enerji üretimi biçimleri arayan mühendisler ve bilim adamları, rüzgar ve güneş enerjisi de dahil olmak üzere doğanın güçlerinden yararlanan daha alışılmadık yaklaşımları keşfetmeye başladı. Sualtı rüzgar türbinlerine benzeyen eksenel akışlı veya çapraz akışlı türbin bazlı sistemler de mevcuttur ve okyanus akıntılarından kullanılabilir enerji elde etmek için tasarlanmıştır.
Bununla birlikte, su altı türbinleri karmaşıktır ve malzemeleri ve bileşenleri hızla bozabilecek, bakım ve arıza süresi maliyetlerini artırabilecek zorlu ortamlarda çalışır. Bu tür sistemler hala prototip aşamasında olup, ticari olarak mevcut enerji toplama seçeneklerinin sayısını sınırlamaktadır.
Yeni sarkaç tabanlı sistemin detaylarını açıklayan çalışmaya göre, bu sistemin tasarımı, suyun batık bir silindirin yanından geçerken oluşturduğu girdapların neden olduğu titreşimlerden gelen enerjiyi yakalıyor.
Petrol platformlarını deniz tabanına bağlayan boru hatları gibi büyük ölçekli okyanus yapıları tasarlayan mühendisler, yorgunluk ve kurulum bütünlüğünün bozulması dahil olmak üzere akıntının neden olduğu titreşimlerin olumsuz etkileriyle uğraşmışlardır.
Francisco Huera’nın daha önce bu titreşimlerle mücadele edecek bir sistem üzerinde çalışmış olması dikkat çekicidir; buna tasarımları için patent almak da dahildir. Şimdi araştırmacı, bu negatif titreşimlerdeki enerjiyi yakalayıp bunları kullanılabilir elektriğe dönüştürmenin bir yolunu buldu.
Testler Tasarımın Basitliğini Onaylıyor ve Enerji Hasat Verimliliğini Belirliyor
Sarkaç tabanlı enerji toplama sisteminin bir test versiyonunu oluşturduktan sonra araştırma ekibi takvimsel sarkacını okyanus akıntısının akışını temsil eden bir su kanalına batırdı. Titreşen sarkaçtan enerji yakalamak için sistemin batık kısmı, hava yatakları üzerinde dönen bir mile bağlandı.
Su silindirin etrafında akıp beklenen titreşimleri tetikledikçe, araştırma ekibi cihazın salınım açısını ölçen bir sensör kullanarak etkileri izledi. Ekip ayrıca titreşimlerden elde edilen mekanik gücü ölçmek için şaft üzerinde elektromanyetik bir fren kullandı.
Birkaç test yaptıktan sonra Huerta’nın ekibi, tasarımlarının mevcut enerjinin yaklaşık %15’ini yakaladığını buldu. Ekip, bu sonuçların hasat için silindir titreşimlerini kullanan önceki tasarımlardaki testlerle tutarlı olduğunu söyledi.
Sistemin ölçülen verimliliği, su altı türbin tabanlı sistemler tarafından elde edilen %25-35’in kabaca yarısı kadar olsa da araştırma ekibi, tasarımlarının küçültülmüş boyutu ve artan basitliğinin, onu bu yaklaşımlara uygun bir alternatif haline getirdiğini söyledi.
Araştırmacı, türbin tabanlı tasarımlarla karşılaştırıldığında yaklaşımlarının diğer avantajlarını vurgularken, ekibinin enerji toplayıcısının jeneratörler, şanzımanlar ve kontrol sistemleri gibi tüm karmaşık mekaniğinin, yalnızca silindirin suya batırılması gerektiğinden yüzen bir platformda suyun üzerinde kalabileceğini belirtti.
Huera, “Günün sonunda, akstan sarkan bir borudan başka bir şey değil” diye açıkladı.
Yaklaşım Diğer Enerji Hasat Sistemlerine Uyarlanabilir
Araştırma ekibi, sarkaç tabanlı sistemlerinin tasarımı ve davranışı hakkında ayrıntılı açıklamalar sunmasına rağmen, titreşimleri kullanılabilir elektriğe dönüştüren “tam bir jeneratör” tasarımını keşfetmediklerini kabul ettiler.
Huera, “Sistemi teorik olarak tanımladık ve çalıştığını göstermek için laboratuvar testleri yaptık, ancak büyük ölçekli prototipler veya maliyet çalışmaları yapmadık” diye açıkladı.
Araştırmacılar, enerji toplama yaklaşımlarının olası kullanımlarını tartışırken, bu tasarımın geleneksel türbinlerin teknik olarak pratik olmadığı veya bakımının zor olduğu ortamlarda kullanılmasını önerdiler. Ayrıca okyanus akıntısına dayalı yaklaşımlarının, yeterli akışa ve “uygun kesitlere” sahip herhangi bir su yoluna veya rüzgarın neden olduğu titreşimlerden enerji elde etmek için uyarlanabileceğini de belirtiyorlar.
Araştırma ekibi daha sonra mevcut tasarımlarının performansını optimize etmeyi planlıyor. Ekibin açıklamasına göre bunlar arasında “fren torkunun konuma veya hidrodinamik yüke göre ayarlanması”, faydalı hız aralığı sınırlarının incelenmesi ve “birim alan başına elde edilen enerjiyi artırmak” için birden fazla cihazın nasıl birlikte çalışmak üzere görevlendirilebileceğinin araştırılması yer alıyor.
Çalışma “Bir sarkaç kullanarak girdap kaynaklı titreşimlerden enerji hasadı” Akışkanlar ve Yapılar Dergisi’nde yayınlandı.
Christopher Plain, Bilim Kurgu ve Fantazi roman yazarı ve The Debrief’te Baş Bilim Yazarıdır. Onu takip edin ve onunla bağlantı kurun X, onun kitapları hakkında bilgi edinin plainfiction.comveya doğrudan şu adrese e-posta gönderin: [email protected].
