Yenilenebilir enerji kaynaklarından birisi olarak değerlendirilen dalga enerjisi alanında bugüne kadar yapılan çalışmalar neticesinde binden fazla sisteme ait patent alınmıştır. Birbirinden çok farklı yapılara sahip olmalarına karşın, bu sistemler incelendiğinde çalışma prensiplerinin birbirine benzediği görülmektedir. Denizlerde ve okyanuslarda belirlenmiş bölgelerde dalga enerjisi dönüştürücüsü santralleri kurularak elektrik enerjisi üretilmesi maksadıyla birçok ülkede sistem tasarımına ve optimizasyonuna yönelik araştırma çalışmaları yürütülmektedir. Dalga enerjisi dönüştürücülerinin tasarım ve optimizasyonuna yönelik olarak, gövde/şamandıranın hidrodinamik tasarımı, güç dönüşüm sisteminin tasarımı ve de demirleme donanımlarının tasarımı üzerine çalışmalar yürütülmektedir. Elektrik enerjisi üretiminin mümkün olan en yüksek seviyeye çıkarılabilmesi için güç dönüşüm sistemlerinin parametrik olarak optimize edilmesine yönelik yapılan çalışmaların yanı sıra, çeşitli kontrol yöntemleri de dalga enerjisi dönüştürücülerinin tasarımına eklenmeye çalışılmaktadır. Bu çalışma kapsamında, Karadeniz’de kurulmaya uygun nokta soğurucu tipi bir dalga enerjisi dönüştürücüsünün performansını arttırmak maksadıyla, güç dönüşüm sisteminin farklı deniz durumlarında bir kontrol sisteminin yardımıyla farklı çalışma parametrelerine sahip olacak şekilde tasarımına yönelik analizler yapılmıştır. Dalga enerjisi dönüştürücüsünün dalgalarla etkileşimi problemi lineer dalga teorisinden faydalanılarak çözülmüştür. Dalgaların etkisiyle salınım hareketleri yapan şamandıraya etki eden hidrodinamik kuvvetler 3 Boyutlu Panel Yöntemi kullanılarak hesaplanmıştır. Dalga enerjisi dönüştürücüsü bir kütle-sönümleyici-yay sistemi olarak modellenerek, gerçek deniz şartları altında yaptığı salınım hareketleri zamanın bağlısı olarak hesaplanmıştır. Farklı boyutlara, geometrilere ve kütlelere sahip şamandıralar ile farklı güç dönüşüm sistemi parametrelerinin eşleştirilmesi sonucunda tasarlanan dalga enerjisi dönüştürücüleri analiz edilmiş ve en optimum tasarımlar ortaya çıkarılmıştır. Yapılan analizler sonucunda, farklı deniz durumlarında farklı güç dönüşüm sistemi parametrelerinin kullanılmasının, her deniz durumunda tek bir parametre grubunun kullanılmasına kıyasla üretilecek enerji miktarını önemli ölçüde arttırabileceği tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Dalga Enerjisi Dönüştürücüleri, Hidrolik Güç Dönüşüm Sistemi, Karadeniz, Karışık Dalgalar
|
