Güney Batı Karadeni̇z'de mevcut ve ölçeklendi̇ri̇lmi̇ş dalga enerji̇ dönüştürücüleri̇nden enerji̇ üreti̇mi̇

Abstract

Bu çalışmanın ana hedefi; Karadeniz’in enerji potansiyeli yüksek olan Güney batı sahillerinde mevcut 15 adet DED sisteminin (WaveDragon, Pelamis, AquaBuoy, Oyster, Oyster 2, WaveStar, Bottom-fixed Heave Buoy Array, SSG, AWS, Langlee, Oceantec, OE Buoy, Pontoon, Seabased AB ve Wavebob) hangilerinin kurulmasının uygun olduğu, hangi DED sisteminin daha yüksek bir kapasite faktörüne ve uygulanabilirliğe sahip olduğu, hangi derinliklerde hangi sistemin uygun olduğu ve diğerlerine kıyasla daha yüksek bir enerji eldesi sağladığının belirlenmesidir. Bu amaç doğrultusunda, öncelikle çalışma alanında belirlenen her bir istasyonda farklı dalga yükseklik ve farklı periyot aralıklarında dalgaların oluşma olasılık matrisleri üretilmiş ve bu saçılım tabloları DED sistemlerinin güç matrisleri ile ilişkilendirilerek ve her bir istasyonda kurulabilecek her bir DED sisteminin elde edilebilecek dalga enerji çıktısı hesaplanmıştır. Ayrıca, DED sistemlerinin dikkate alınan istasyonlarda uygulanabilirliğinin bir göstergesi olarak kapasite faktörü, verimlilik indeksi ve zaptetme genişliği hesaplanmış ve farklı DED sistemleri için kıyaslanmıştır. Bununla birlikte, mevcut DED sistemlerinin tasarım esaslarından dolayı mevcut dalga koşullarıyla daha uyumlu olması açısından ölçeklendirilmiştir. Cihazların yeniden boyutlandırılmasında Froude ölçeklendirme yasası dikkate alınmış ve bütün cihazlar, 1,0'dan 0,1'e kadar on kez küçültülmüştür. Daha sonra, en yüksek kapasite faktörüne sahip ölçeklendirme faktörü belirlenip, orijinal cihazın performansı ile karşılaştırılmıştır. Sonuçta, enerji üretim miktarı açısından SSG, WaveDragon, Oyster, Oceantec ve Pontoon ve kapasite kullanımı açısından Oyster ve Oceantec diğer dikkate alınan DED sistemlerine kıyasla daha iyi performans göstermiştir. Ayrıca, DED sistemlerin boyutları küçüldüğünde kapasite faktörlerinin yükseldiği, enerji üretimlerinin azaldığı ve Oyster ve Oceantec makinelerinin en uygun cihaz olarak öne çıktığı belirlenmiştir.

The main goal of this study is to determine which of the 15 existing WECs (WaveDragon, Pelamis, AquaBuoy, Oyster, Oyster 2, WaveStar, Bottom-fixed Heave Buoy Array, SSG, AWS, Langlee, Oceantec, OE Buoy, Pontoon, Seabased AB and WaveBob) has a higher capacity factor and applicability, more suitable at which depths and provides a higher energy yield compared to the other evaluated devices in the high energy potential regions of the Black Sea. For this purpose, the probability of waves occurring at different wave heights and different period intervals was determined at each station, and the scatter tables were produced. The wave energy output that can be obtained by correlating the power matrices of the WECs with the scatter tables were calculated. The capacity factor, efficiency index, and capture width as the indicators of the applicability of the WECs at the considered stations were calculated and compared for different WECs. In addition, due to the design principles of the existing WECs, they are scaled to be more compatible with present wave conditions. Froude scaling law was taken into consideration when resizing the devices, and all devices were downsized from 1.0 to 0.1 ten times. Then, the scaling factor with the highest capacity factor was determined and compared with the performance of the original device. After all, SSG, WaveDragon, Oyster, Oceantec, and Pontoon in terms of energy output and Oyster and Oceantec in terms of capacity factor utilization, offer higher values compared to the other considered WECs. As a result, when the size of the WECs decreased, the capacity factors increased and, it has been determined that Oyster and Oceantec machines stand out as the most suitable devices.