ارزیابی قابلیت اطمینان مبدل¬های امواج بایو
الموضوعات :
1 -
الکلمات المفتاحية: قابلیت اطمینان, مبدل بایو, روش تحلیلی, نیروگاه امواج,
ملخص المقالة :
در سالهای اخیر انرژی اقیانوس به عنوان یکی از منابع انرژی تجدیدپذیر که دارای انواع مختلفی به مانند انرژی امواج، جزرومد و انرژی حرارتی اقیانوس میباشد به منظور تولید انرژی الکتریکی در بسیاری از کشورها مورد استفاده قرار گرفته است. از جمله دلایل این امر افزایش ناگهانی قیمت نفت در پایان دهه 1970، مشکلات زیست محیطی ناشی از سوختهای فسیلی به مانند تغییرات آب و هوایی و گرم شدن کره زمین و تلاش در جهت دستیابی به منابع انرژی پایدار و تمام نشدنی بوده است. با توجه به بالا بودن چگالی انرژی امواج، تکنولوژیهای مختلفی در جهان به منظور تبدل این انرژی به انرژی الکتریکی توسعه یافته است. متاسفانه رشد مبدلهای انرژی امواج در مقایسه با سایر منابع انرژی تجدیدپذیر به مانند توربینهای بادی و سیستم فتوولتاییک کمتر بوده است و این امر ناشی از هزینه بالای تولید برق توسط این مبدلها میباشد. مطالعاتی که تاکنون در زمینه انرژی امواج صورت گرفته است بیشتر بر اصول کارکرد این تکنولوژیها و هزینه تمام شده آنها تمرکز نموده و جنبههای دیگر این مبدلها در نظر گرفته نشده است. از طرف دیگر قابلیت اطمینان در شبکههای برق امروزی به یکی از مهمترین فاکتورها تبدیل شده و یکی از خواستههای مصرفکنندگان انرژی الکتریکی از تولیدکنندگان و توزیعکنندگان برق این است که برق ارائه شده به آنها در عین داشتن استانداردهای لازم در زمینه کیفیت توان، کمترین قطعی را داشته باشد. بر همین اساس به منظور پر نمودن شکاف ایجاد شده در زمینه مطالعه قابلیت اطمینان مبدل انرژی امواج از نوع بایو این مقاله تدوین شده است. در مرحله اول لازم است با شناخت اصول کارکرد، اجزای تشکیل دهنده و روابط توان تولیدی آنها بر حسب پارامترهای مهم امواج شامل ارتفاع و دوره تناوب موج که در تعیین میزان انرژی امواج موثر هستند، یک مدل قابلیت اطمینان برای این مبدلها توسعه یابد. در توسعه این مدل هم باید خرابی المانهای تشکیلدهنده و هم تغییرات توان خروجی این نیروگاهها که ناشی از تغییرات زیاد در ارتفاع و دوره تناوب امواج است مورد توجه قرار بگیرد. در ادامه تکنیک مطالعه قابلیت اطمینان سیستم قدرت با حضور این نیروگاهها معرفی شده و شاخصهای مهم قابلیت اطمینان سیستم قدرت با حضور این نیروگاهها محاسبه میشود. به منظور بررسی روش پیشنهادی، ارزیابی قابلیت اطمینان سیستمهای تست استاندارد RBTS و IEEE-RTS با حضور مبدل بایو انجام گرفته و تأثیر این نیروگاهها در بهبود شاخصهای قابلیت اطمینان سیستم قدرت مورد بررسی قرار گرفته است.
[1] D. Magagna, A. Uihlein, “2014 JRC Ocean Energy Status Report”, European Commission Joint Research Centre, 2015.
[2] N. Ebuchi, Y. Toba, H. Kawamura, “Statistical study on the local equilibrium between wind and wind waves by using data from ocean data buoy stations”, J. Oceanogr., vol. 48, no. 1, pp. 77–92, 1992.
[3] M. Stålberg et al., “Full-Scale Testing of PM Linear Generator for Point Absorber WEC”, presented at the 6th EWTEC Conference, Glasgow, Aug. 28–Sep. 3, 2005.
[4] R. Waters et al., “Ocean wave energy absorption in response to wave period and amplitude–offshore experiments on a wave energy converter”, IET Renewable Power Generation, vol. 5, no. 6, pp. 465–469, 2011.
[5] "Home Page”, Oregon Wave Energy Trust, [Online]. Available: http://www.oregonwave.org/. Accessed on: Sep. 1, 2025.
[6] R. E. Harris, L. Johanning, J. Wolfram, “Mooring systems for wave energy converters: A review of design issues and choices”, presented at the Marec2004 Conf., 2004.
[7] P. Meisen, A. Loiseau, “Ocean energy technologies for renewable energy generation”, Global Energy Network Institute, 2009.
[8] G. Bevilacqua, B. Zanuttigh, “Overtopping Wave Energy Converters: general aspects and stage of development”, 2011.
[9] A. Ghaedi et al., “Reliability modeling of wave energy converters based on pelamis technology”, Elect. Power Syst. Res., vol. 227, p. 109977, 2024.
[10] A. Ghaedi, H. Gorginpour, “Reliability assessment of composite power systems containing sea wave slot‐coned generators”, IET Renewable Power Generation, vol. 14, no. 16, pp. 3172–3180, 2020.
[11] A. Ghaedi, R. Sedaghati, M. Mahmoudian, “Reliability modeling of different wave energy conversion technologies”, Elect. Eng., pp. 1–25, 2024.
[12] R. Billinton, R. N. Allan, Reliability Evaluation of Power Systems, 2nd ed. New York and London: Plenum Press, 1994.
[13] R. L. Cannon, V. D. Jitendra, J. C. Bezdek, “Efficient Implementation of the Fuzzy c-Means Clustering Algorithms”, IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell., vol. PAMI-8, no. 2, pp. 248-255, Mar. 1986.
[14] D. Silva, E. Rusu, C. Guedes Soares, “Evaluation of various technologies for wave energy conversion in the Portuguese nearshore”, Energies, vol. 6, no. 3, pp. 1344–1364, 2013
