موضوع مقاله: ستون آب نوسانی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # ستون آب نوسانی | مقدمه: دیاگرام توربین ولز ستون آب نوسانی یا ستون نوسانگر آب به اختصار OWC یک نوع مکانیزم مبدل انرژی موج (WEC) است که از نوسان آب دریا در داخل یک محفظه توخالی انرژی تولید می‌کند. | ## بخش 1: ستون آب نوسانی | حرکت بالا و پایین آب (حرکت نوسانی) باعث می‌شود هوای به دام افتاده در بالای ستون آب، از محفظه خارج و دوباره به داخل آن بازگردد. این حرکت پیوسته، یک جریان رفت و برگشتی از هوا با سرعت بالا را به وجود می‌آورد که از طریق نیروی برخاست هدایت می‌شود. در مدل‌هایی که جریان هوا را به برق تبدیل می‌کنند، محور توان‌دهی شامل یک توربین دو طرفه است. ستون آب نوسانی اختراع یوشیو ماسودا، فرمانده سابق نیروی دریایی ژاپن بود که به عنوان پدر فناوری موج مدرن شناخته می‌شود. نحوه کارکرد ستون آب نوسانی (OWC)، ستونی از آب در یک لوله بدون کف یا یک محفظه شناور روی سطح دریاست که بالا و پائین می‌رود و این حرکت باعث حرکت جریان هوا در بالای ستون آب می‌شود که می‌تواند توربین را به حرکت درآورد. آب در حین حرکت به سمت بالای استوانه، هوا را فشرده کرده (هوای فشرده) و از درون توربین عبور می‌دهد. این بدین معنی است که توربین همیشه بدون در نظر گرفتن جهت جریان هوا، چرخش می‌کند به‌طوری‌که انرژی به‌طور مداوم تولید می‌شود. چ یکی از مزایای استفاده از ستون آبی نوسانی برای تولید برق این است که سرعت هوا با کاهش آهسته در مساحت سطح مقطع کانال نزدیک‌شونده به توربین، افزایش داده می‌شود. این امر، حرکت آهسته امواج را با چرخش سریع توربین (بدن کمک گرفتن از چرخ‌دنده‌های مکانیکی) کوپل می‌کند. یکی‌دیگر از مزایای آن، این است که ژنراتور الکتریکی به‌طور چشمگیری از ستون آب شناور جابجا می‌شود. شکل و اندازه حفره‌ای که آب در درون آن حرکت می‌کند پاسخ فرکانسی ژنراتور را تعیین می‌کند. در صورتی‌که این فناوری دارای تنظیم فعال با بازه‌ای گسترده‌ای از فرکانس‌های امواج دریا با استفاده از ۲ روش روبرو باشند، بازده سیستم به شدت افزایش می‌یابد. ۱) استفاده از چندین حفره، یا ۲) استفاده از آشکارسازهای امواج ورودی که اطلاعات را برای تغییر شکل حفره و تنظیم زاویه پره توربین، می‌فرستند. | ## بخش 2: ستون آب نوسانی | اجزای اصلی ستون آب نوسانی محور توان‌دهی محور توان‌دهی جز اصلی ستون آب نوسانی (OWC) است. این محور، قدرت پنوماتیک (هوای فشرده) را به یک منبع انرژی مورد نظر (مثلاً صدا یا برق) تبدیل می‌کند. طراحی سیستم مربوط به نیروی برخاست برای کارایی ستون آب نوسانی (OWC) بسیار مهم است. این سیستم باید قادر باشد جریان هوای فشرده را به داخل کانال هدایت و سپس همان جریان را در بازگشت به داخل کانال، جمع‌آوری و به انرژی تبدیل کند. توربین ولز توربین ولز، یک توربین دو طرفه است که از پره‌های متقارن استفاده می‌کند (نگاه کنید به شکل ۱). غیر از روتور اصلی توربین، قطعات حرکت نمی‌کنند که سبب می‌شود نگهداری آن را آسان‌تر و مقرون به صرفه‌تر کند. اما در سرعت‌های بالای جریان هوا برخی از کارایی آن کاهش می‌یابد زیرا در زاویه‌های بالای حمله ایرفویل، نیروی درگ ایجاد می‌کند. توربین هانا توربین هانا ، توسط جان کلارک هانا، فعال محیط زیست در سال ۲۰۰۹ اختراع شد. همانند توربین ولز، دستگاه هانا دارای قطعات متحرک که در تماس مستقیم با اقیانوس باشند، نیست. ایرفویل‌ها دارای ضریب برخاست (lift) بالاتری و ضریب درگ کمتری نسبت به توربین ولز هستند. این امر باعث می‌شود توربین هانا کمتر در معرض تأخیر در حرکت (خفگی) شود و گشتاور بیشتری ارائه دهد. طراحی توربین هانا نیاز به دو ژنراتور دارد که در خارج از کانال‌های هوا و در یک محیط نسبتاً خشک عمل می‌کنند. شناور با استفاده از فشار هوای تولید شده در محفظه‌ای، نیروی برخاست را به سوت تبدیل می‌کند. | ## بخش 3: ستون آب نوسانی | این سیستم به جای تولید برق، صدا ایجاد می‌کند و باعث می‌شود که شناور به قایق‌ها برای عبور از مسیرهای خطرناک هشدار دهد. نوآوری مهم بعدی در سال ۱۹۴۷ رخ داد که یوشیو ماسودا، فرمانده نیروی دریایی ژاپن، یک شناور جهت‌یاب را به کمک ستون آب نوسانی (OWC) طراحی کرد که از سیستم نیروی برخاست توربین استفاده می‌کرد. پروژه‌های نیروگاهی ستون آب نوسانی (OWC) اسکاتلند این نیروگاهِ ستون آب نوسانی (OWC) در سال ۲۰۰۱ راه‌اندازی شد. ظرفیت تولید این نیروگاه ۵۰۰ کیلووات (۰٫۵ مگاوات) است که با یک توربین ولز با قطر ۲٫۶ متر کار می‌کند. ظرفیت تولید این نیروگاه در شرایط مناسب حدود ۳۰۰ کیلووات (به اندازه برق مصرفی ۲۵۰ خانواده) است که با ۱۶ توربین ولز کار می‌کند. موج شکن‌ها، دیوارهای ساخته‌شده هستند که خط ساحلی را از فعالیت‌های موج ایمن می‌کند. شناور OE نوشتار اصلی: شناور OE هم‌چنین ببینید: شناور قدرت شناور OE در سال ۲۰۰۶ با استفاده از مدل مقیاس ۱به۴ با وزن ۲۸ تن در ایرلند مورد آزمایش قرار گرفت. شناور OE به گونه‌ای طراحی شده‌است تا در فواصل دور از ساحل و در آب‌های عمیق که در آن خیزآب‌های دریا، فعالیت‌های موجی تولید می‌کند، کار کند. بر اساس یک آزمایش ۳ ماهه انتظار می‌رود که شناور OE مقیاس کاملِ خود حدود ۵۰۰ مگاوات برق تولید کند. شناورهای OE در خشکی مونتاژ می‌شوند و سپس توسط قایق به مکان‌های بهینه انرژی منتقل می‌شوند. اثرات زیست‌محیطی ستون آب نوسانی (OWC) دارای قطعات متحرک در آب نیستند و به همین دلیل خطری برای زندگی در دریا ایجاد نمی‌کنند. | ## جمع‌بندی | بزرگ‌ترین نگرانی این است که OWC باعث آلودگی صوتی بیش از حد خواهند شد و می‌توانند به چشم‌انداز دورنمای دریا آسیب برساند.