ÖZET

Küresel enerji talebinin artması ve fosil yakıtların çevresel etkilerine ilişkin endişeler nedeniyle daha temiz, sürdürülebilir alternatiflere acil ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışma, yenilenebilir enerji bağlamında dalga enerjisinin kıyı yapılarının güç ihtiyaçlarına potansiyel katkısını vurgulamaktadır. Araştırma, kıyı yapılarına entegre edilebilecek, böylece bu yapıların güç ihtiyacının bir kısmını karşılayabilecek bir Salınımlı Su Kolonu (OWC) sistemi için güç çıkışı ve verimliliği değerlendirmektedir. Hem teorik hesaplamalardan hem de 1:10 ölçekli bir model deneyinden elde edilen bulgular sunulmuştur. Tam bir prototip için sistemin çıkış gücü ve verimliliği, 3 m dalga yüksekliğine sahip derin su koşulları için hesaplanmıştır. Hazne içindeki su yüzeyi salınımının hazne dışında meydana gelen salınımı yansıttığı varsayılmıştır. Tam ölçekli prototip için 22.5 m dalga boyuna karşılık gelen maksimum ortalama mekanik güç çıkışı 64.8 kW olarak belirlenmiş ve %64.4'lük bir mekanik verim elde edilmiştir. Sistemin genel verimliliği, jeneratör verimliliğinin %85 olduğu varsayılarak %55 olarak hesaplanmış ve bu da yaklaşık 55 kW'lık bir ortalama güç çıktısı sağlamıştır. Wells türbinli OWC sisteminin 1:10 ölçekli bir modeli oluşturulmuş ve derin su koşulları için bir tankta test edilmiştir. Froude benzerliği ve Keulegan-Carpenter benzerliği kullanılarak modelden prototipe sorunsuz bir geçiş sağlanmıştır. OWC modeli, T = 1.2 s periyotla kontrollü dalıp-çıkma hareketine tabi tutulmuştur. OWC modeli tarafından üretilen güç, Wells türbini üzerindeki entegre dört adet 3.4 V LED'i aydınlatmış ve bu da üretilen güç çıkışını ölçmek için kullanılmıştır. Modelin güç çıkışı 107 rpm dönüş hızı için minimum 0.12 W olarak ölçülmüştür ve bu da ölçeklendirilmiş prototip için 12 kW'lık bir güç çıkışına karşılık gelmektedir. Bu sistem, dalga etkisine maruz kalan kıyı yapılarına birden fazla OWC'nin dahil edilmesiyle daha fazla geliştirilme potansiyeline sahiptir. Bu tür bir gelişme, kıyı yapılarının güç gereksinimlerinin karşılanmasını kolaylaştırabilir ve böylece hem yenilenebilir enerji üretiminin hem de sürdürülebilir bir çevrenin teşvik edilmesine katkıda bulunabilir. Gelecekteki araştırmalar, belirli sahalar için OWC hazne boyutlarını optimize etme ve su yüzeyi salınım dinamiklerini daha iyi yakalayacak şekilde modeli iyileştirmeye odaklanacaktır.