ارزیابی جریان رودخانه‎ها به منظور تخمین توان و انرژی آبی‎جنبشی نظری با بهره‎گیری از هندسه هیدرولیک

توربین‎های آبی‎جنبشی با قرارگیری درون رودخانه و بدون نیاز به ساخت سد یا بند آبگیر قادر به استحصال انرژی جنبشی آب و تولید برق هستند. یکی از موضوعاتی که در به‎کارگیری این فناوری بسیار حائز اهمیت است موضوع پتانسیل‎سنجی و تخمین توان و انرژی نظری به منظور انتخاب مناطق مستعد نصب چنین تجهیزاتی است. از بین روش‎های متنوع پتانسیل‎سنجی، در این پژوهش استفاده از هندسه هیدرولیک و محاسبه سرعت جریان از معادله مانینگ انتخاب شد. به منظور پیاده‎سازی این روش یک کد کامپیوتری توسعه یافت که طی ۴ مرحله سرعت، چگالی توان و انرژی نظری سایت‎های موردنظر را محاسبه و در اختیار کاربر قرار می‎دهد. برای پیاده‎سازی این روش دو ایستگاه هیدرومتری گچسر و سیرا در حوضه آبخیز سد کرج در استان البرز انتخاب شدند. ابتدا منحنی تداوم جریان هر ایستگاه با توابع توزیع احتمال برازش شد و سپس با استفاده از هندسه هیدرولیک و معادله مانینگ، سرعت، چگالی توان و انرژی جریان محاسبه شد. منحنی تداوم جریان هر دو ایستگاه مورد ارزیابی با توزیع لوگ نرمال و ضریب تعیین ۰.۹۹ برازش شدند. چگالی توان نظری برای ایستگاه‎های گچسر و سیرا با احتمال ۹۰% و بیشتر به ترتیب برابر ۱.۲ و ۱.۶۷ کیلووات بر مترمربع برآورد شد. با توجه به عمق کم جریان، استفاده از توربین‎های ساونیوس برای این دو سایت پیشنهاد می‎شود. بیشینه انرژی ماهانه تولیدی توسط یک دستگاه توربین‎ با مساحت جاروب واحد در گچسر و سیرا نیز به ترتیب برابر ۹۴۰ و ۱۱۴۲ کیلووات ساعت برآورد شد.

کلیدواژه ها:

انرژی ماهانه ، توزیع احتمال ، شعاع هیدرولیک ، معادله مانینگ ، منحنی تداوم جریان