بررسی قابلیت اطمینان برداشت انرژی از امواج دریا به‌وسیله تیر پیزوالکتریک با درنظر گرفتن تئوری موج تصادفی جانسواپ

یکی از روش‌های جدید برای تأمین انرژی سیستم‌های الکتریکی کم مصرف مورد استفاده در دریا، استفاده از انرژی مکانیکی امواج است. در این روش با استفاده از مبدل پیزوالکتریک، انرژی ناشی از امواج دریا به الکتریسیته تبدیل می‌شود. مزیت این روش عدم نیاز به تعویض یا شارژ باتری سیستم مورد نظر است. در تحقیقات پیشین، مطالعاتی در زمینه برداشت انرژی از امواج دریا انجام شده ولی تحقیقی کامل در زمینه برداشت انرژی با درنظر گرفتن مدل موج تصادفی جانسواپ انجام نشده است. مدل موج تصادفی جانسواپ تقریب بهتری برای شبیه‌سازی امواج دریا نسبت به مدل موج منظم ایری است. به‌همین منظور در این مقاله یک تیر قائم متصل به کف دریا که مجهز به وصله‌های پیزوالکتریک است، به‌عنوان برداشت کننده انرژی درنظر گرفته شده و بعد از مدل‌سازی با استفاده از نرم‌افزار متلب شبیه‌سازی می‌شود. در ادامه با درنظر گرفتن مدل موج نامنظم جانسواپ پاسخ ارتعاشی تیر و به تبع آن توان تولیدی محاسبه شده و قابلیت اطمینان سیستم و تأثیر مقدار نامعینی‌های وصله‌های پیزوالکتریک روی توان تولیدی به‌صورت آماری بررسی می‌شود. درنهایت احتمال خرابی برداشت کننده انرژی بر پایه تعریف مناسبی از معیار تخطی مطالعه شده است.

کلیدواژه ها:

Energy harvesting ، Piezoelectric ، Random JONSWAP wave theory ، Reliability ، برداشت انرژی ، پیزوالکتریک ، مدل موج تصادفی جانسواپ ، قابلیت اطمینان