د ځپې ځواک (طاقت)

د باد له څپو څخه د انرژۍ نيول د ځپې طاقت دی، تر څو ګټور کار ځينې واخيستل شي – د بېلګې په ډول، د برېښنا تر لاسه کول، د اوبو تصفيه کول، يا د اوبو پمپ کول. هغه ماشين چې د څپو له ځواک څخه ګټه اخلي، د اوبو انرژۍ بدلونکی (WEC) بلل کېږي.

څپې له هغه باد څخه منځ ته راځي چې د سمندر له سطحې څخه تېرېږي. تر هغه ځايه چې څپې پورته  د هوا د رفتار څخه په کراره خپرېږي، نو انرژي له باد څخه څپو ته لېږدول کېږي. د څپې د څوکې د هوا د لګېدو پر لور او له هوا څخه د خوندي لوري تر منځ د هوا د فشار توپيرونه او له سطحې سره د هوا سولېدل د قينچي کېدو د ضربې او د څپې د ودې لامل ګرځي. 

د څپې ځواک د سمندري له ځواک څخه جلا دی، کوم چې د لمر او سپوږمۍ د جاذبې قوې له امله منځ ته راغلې انرژۍ جريان تر لاسه کوي. د ماتېدونکو څپو، باد، کوريوليس اغېز، کيبلينګ او تودوخې د درجې او د تروشوالي د توپيرونو په ګډون، نور ځواکونه هم کولای شي چې جريانات پيدا کړي.

تر ۲۰۲۲ز کال پورې، د بادي ځواک، د اوبو ځواک، هستوي ځواک او لمريز ځواک په څېر د نورو نوي کېدو وړ سرچينو په پرتله د څپو ځواک د سوداګريزو فعاليتونو لپاره په پراخه کچه نه دی استعمال شوی. د دې ځواک د کارولو هڅه په ۱۸۹۰ يا له دې څخه مخکې پيل شوې ده، په بنسټيز ډول د دې ځواک د کثافت (غلظت يا ډبلوالی) له امله. د فوټوولټک تختو کثافت 1 kW/m2 دی (په يو متر مربع کې يو کيلوواټه)، په داسې حال کې چې باد د يوې ثانيې په اندازه په دولسو مترو کې په يو متر مربع يواځې يو کيلوواټ ته رسېږي؛ د بېلګې په ډول د سان فرانسسکو په ساحل کې د څپې کلني ځواک کثافت په یو متر کې پنځه ويشت کيلوواټه دی.

په ۲۰۰۰ز کال کې د « Islay LIMPET» په نوم په نړۍ کې د څپو د ځواک لومړۍ سوداګريزه اله د سکاټلينډ د «ايسلي» په ساحل نصب شوې وه او له ملي شبکې سره نښلول شوې وه. په ۲۰۰۸ز کال کې، لومړۍ ګڼ جنراتوري د څپو کارخونه د پرتګال په (Aguçadoura Wave Park) کې پرانيستل شوه. Joao Lima. Babcock, EDP and Efacec to Collaborate on Wave Energy projects  Bloomberg, September 23, 2008.

په پرانيستي سمندر کې د څپې د ځواک د سيستم د فعاليت د تاييد او ډاډمنتيا ازموينې کارول شوي دي. په ۲۰۲۱ز کال کې، « CalWave Power Technologies, Inc» د سان ډياګو په ساحل کې، د خپل تجربوي واحد اله پر کار واچوله. Weetch, Bella." CalWave commissions wave energy pilot." Energy Global. October 13, 2021. Web Accessed October 13, 2021.

د څپو د انرژي بدلونکي د هغې د کار کولو د اصولو پر بنسټ ډلبندي کېدای شي:

 د ښوځنده (ځنګېدونکو/يو خوا بل خوا ټال وهونکو) اوبو ستنې (د هوايي توربين سره)
 ښوځنده جسمونه (د هايډرواليکټريک موټر، هايډروليک توربين، خطي برېښنايي جنراتور سره)
 ډېرې لوړې (د ښکته سر هاډروليک توربين سره)

 فزیکي مفکوره 
د ډېرو مايعو حرکتونو په څېر، د سمندري څپو او انرژۍ د بدلونکو تر منځ تعامل د يو لوړ ترتيب غېر خطي ښکارنده ده. دا د نه راټولېدونکي « Navier-Stokes» معادلاتو په استعمال سره بيانېدای شي



په داسې حال کې چې د مايع رفتار دی،  فشار دی،  کثافت دی،    سرېښتناک والی دی او په هرې مايعې ذرې سوچه بهرنی ځواک دی (عموماً د جاذبې قوه). خو په عامو حالاتو کې، د څپو خوځښت د بادي څپو د تيورۍ په مټ تشریح کېږي، کوم چې په لاندې ډول فرض کېدای شي  

په داسې حال کې چې د مايع رفتار دی،  فشار دی،  کثافت دی،  سرېښناکوالی دی او  په هرې مايعې ذرې سوچه بهرنی طاقت دی (عموماً د جاذې قوه). خو په عامو حالاتو کې، د څپو خوځښت د بادي څپو د تيووۍ په مټ تشریح کېږي، کوم چې دا فرض کوي چې

 تقريباً د مايع حرکت نه څرخېدونکی دی
 د ابو په سطحه فشار تقريباً ثابت دی، او 
 د سمندر د فشار ژوروالی تقريباً ثابت دی.

په دې فرضيو (انګېرنو) کې تر ټولو اختلافي يې دويمه فرضيه ده؛ د سطحې د تشنج اغېزې يواځې د څو ډيسي مترو څخه د ډېرې اوږدې څپې لپاره ډېرې کمې دي.

 ايري معادلې 
د لومړي شرط موخه دا ده چې حرکت د رفتار د وړتيا په مټ تشریح کېدای شي  :

کوم چې بايد د لاپلاس معادلې ته ځواب ووايي،

په یو بېلګه ييز جريان کې، ټينګوالی (سرېښتناک والی) د نيشت برابر دی او په مايع فعاليت کونکی يواځينی بهرنی قوت د ځمکې د جاذبې قوه ده.   . په دې حالاتو کې، د «Navier-Stokes» معادله په لاندې ډول راکمېږي

کوم چې د برنولي د تحفظ په قانون کې (په ځايي توګه) مدغم کېږي:

 د ممکنه خطي جريان تيوري 
د کوچنيو عرض لرونکو څپو او حرکتونو په اړوند د فکر کولو پر مهال، د دويمې درجې اصطلاح   له پامه غورځول کېدای شي چې د برنولي خطي معادله ورکوي، 

او درېيمې ايري مفروضې بيا په لاندې ډول دلالت کوي

دا خنډونه په بشپړ ډول د «سينوسي» شکله (کوبه کوبه منحني شکل) څپې محلولونه ټاکي

چېرته چې د محلول د څپو د شمېر ټاکنه کوي او  او  د پولې د خنډونو په مټ ټاکل شوي دي (او  ) په ځانګړي ډول، 

له دې وروسته د سطحې لوړوالی   په ساده ډول په لاندې ډول اخستل کېدای شي 

اواره څپه د ايکس محور په استقامت مخ په وړاندې ځي.

 پايلې 
ښوځنده حرکت په سطحه تر ټولو لوړ وي او له ژورتيا سره په چټکۍ کمېږي. په هر حال، د انعکاس کوونکي ساحل سره نژدې د ژورو څپو (clapotis) لپاره، د څپې انرژي په ډېره ژورتيا کې د فشار د ښوځنده په توګه موجوده وي چې مايکروسيزم (کوچنۍ زلزلې) پيداکوي. په ډېره ژورتيا کې د فشار لوړوالی او ټيټوالی د څپې د ځواک لپاره ډېر کوچنی دی چې په زړه پورې و اوسي. 

د ايري څپو چلند دوه په زړه پورې نظامونه وړاندې کوي: د اوبو اوږدوالی د څپې له نيمايي څخه ډېر ژرو، لکه چې په سمندرونو او بحرونو کې عام دی او کمې ژورې اوبه، د کومو د څپو اوږدوالی چې د اوبو د ژوروالي څخه نږدې شل ځلې زيات وي. ژورې څپې سره تيت پرک وي: د لنډې څپې اوږدوالي څپې په تېزۍ سره خپرېږي او د اوږدې-څپې اوږدوالي څپې تر شا پرېږدي. د ژورو اوبو ګروپ رفتار د اړخ د رفتار نيمايي دی. د کمو ژورو اوبو څپې نه خپرېږي: د ګروپ رفتار د اړخ له رفتار سره برابر وي؛ او ورته څپې بې له کوم خنډ څخه خپرېږي.  See page 64–65.

لاندې جدول په بېلا بېلو نظامونو کې د څپو د چلند لنډيز وړاندې کوي:

د ژورو اوبو، کمو ژورو اوبو يا منځنۍ کچې ژورتيا په سطحه باندې د ايري جاذبې قوې څپې
اندازهنښهواحدونهژورې اوبه

(h > 1⁄2 λ)کمې ژورې اوبه

(h < 0.05 λ)د منځنۍ کچې ژوروالی

(all λ and h)

 د څپې د ځواک فارموله 
په ژورو اوبو کې، چېرته چې د اوبو ژوروالی د څپې اوږدوالي له نيمايي څخه ډېر وي، د څپې د انرژۍ جريان په لاندې ډول وي

چې P به د څپې د لوړې درجې د اوږدوالي يو يونټ څپې د انرژۍ جريان وي، Hm0 د مهمې څپې لوړوالی وي، Te د څپې د انرژۍ موده وي، ρ د اوبو کثافت او g د جاذبې قوې په مټ چټکتيا وي. پورته فارموله وايي چې د څپې ځواک د څپې د انرژۍ مودې او د څپې د لوړوالي د مربع سره د تناسب وړ دی. که د مهمې څپې لوړوالی په متر کې اندازه شي، او د څپې موده په ثانيو کې اندازه شي، نو پايله به يې د «ويوفرنټ» (ويوفرنټ هغه سطحه ده چې د څپې فاز د هغې دپاسه ثابت وي) د اوږدوالي د يو متر پر سر د څپې ځواک په کيلواټونو (kW) کې وي.Academic Study: Matching Renewable Electricity Generation with Demand: Full Report . Scotland.gov.uk.

د بېلګې په دول، له ساحل څخه څو کيلو متره لرې په ژورو اوبو کې، د درې متره څپې اوږدوالی او د اته ثانيو د څپو انرژۍ مودې سره، د متوسطو سمندري څپو په اړه فکر وکړه. د طاقت توليدولو لپاره حل کول په لاندې ډول دي

يا د څپې لوړې څوکې د يو متر پر سر د ۳۶ کيلو واټه طاقت وړتيا.

په غټو توپانونو کې، د سمندر تر ټولو سترې څپې نږدې ۱۵ متره لوړې وي او د هغې موده نږدې ۱۵ ثانيې وي. د پورته فارمولې سره سم، دا ډول څپې د «ويوفرنټ» په هر متر کې شا اوخوا ۱.۷ ميګاواټه طاقت له ځانه سره لری.

د ځپې ځواک يوه اغېزناکه اله د څپې د جريان يوه د پام وړ برخه له ځانه سره نيسي. د پايلې په توګه، د الې په شاته برخه کې د څپې لوړوالی کمېږي.

د سمندر په حالت کې، د اوبو په سطحه د جاذبې قوې د څپو په يو واحد سيمه کې منځنۍ کچې انرژۍ کثافت د څپې د لوړوالي مربع سره متناسبه وي، د خطي څپې د تيروۍ سره په سمون کې:

 سرچينې