توسط : محقق ایرانی با همکاری پژوهشگران دانشگاه‌های جانز هاپکینز و نورث‌ایسترن آمریکا، موفق به طراحی و شبیه‌سازی سامانه‌ای نوآورانه برای استخراج انرژی از جریان‌های دریایی و اقیانوسی شده است.
«علیرضا ریاسی»، عضو هیئت‌علمی دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه تهران، این سامانه را با عنوان «کایت توربینی زیرآبی مهارشده» (Tethered Underwater Submersible Kite – TUSK) طراحی کرده است. این فناوری می‌تواند جایگزینی مؤثر برای توربین‌های ثابت آب‌جنبشی در برداشت انرژی‌های دریایی باشد.
ایده اولیه چنین سامانه‌ای نخستین‌بار توسط شرکت سوئدی Minesto مطرح شد، اما در این پژوهش که در مجله Renewable Energy منتشر شده، ساختار و عملکرد آن به‌صورت جامع مدل‌سازی و بهینه‌سازی شده است.
به گفته ریاسی، سامانه‌های کایتی زیرآبی به‌دلیل توانایی بالا در استخراج انرژی از جریان‌های ملایم آب، گزینه‌ای کارآمد و مقرون‌به‌صرفه برای تولید انرژی پاک به شمار می‌روند و می‌توانند در آینده نزدیک سهم مهمی از سبد انرژی تجدیدپذیر را به خود اختصاص دهند. وی افزود: «با توجه به پهنه‌های آبی گسترده در شمال و جنوب ایران، این فناوری قابلیت کاربرد گسترده‌ای در کشور دارد.»
برخلاف توربین‌های ثابت، در سامانه TUSK یک توربین به زیر بال‌های کایت متصل است و این کایت در مسیر مشخصی به شکل عدد ۸ انگلیسی در زیر آب حرکت می‌کند. این حرکت کنترل‌شده موجب می‌شود توربین با سرعتی چند برابر سرعت واقعی جریان آب عمل کرده و انرژی بیشتری تولید کند.
ریاسی درباره نتایج شبیه‌سازی‌ها توضیح داد که پژوهش در دو بخش انجام شده است: بررسی دینامیک پرواز کایت و طراحی توربین کانالی (Ducted Turbine). نتایج نشان داد این سامانه قادر است میانگین توانی معادل ۳۸۳ کیلووات با ضریب توان حدود ۱.۱۹ در هر سیکل تولید کند؛ رقمی که بسیار بالاتر از بازده توربین‌های متداول آب‌جنبشی است.
وی افزود: وجود کانال اطراف توربین و مسیر بهینه حرکت کایت، با ایجاد ناحیه‌ای کم‌فشار در پشت توربین، موجب افزایش قابل‌توجه بازده سامانه می‌شود. به گفته این پژوهشگر، دقت مدل‌سازی‌ها نیز با استفاده از تئوری مومنتوم المان پره راستی‌آزمایی شده است.
نتایج این مطالعه نشان می‌دهد فناوری‌های مبتنی بر «کایت‌های زیرآبی» می‌توانند راهی نو برای بهره‌برداری پایدار از انرژی جریان‌های اقیانوسی و دریایی فراهم کنند و در توسعه نسل آینده انرژی‌های تجدیدپذیر نقش مهمی داشته باشند.
بیشتر بخوانید: کره‌های بتنی غول‌پیکر در اعماق اقیانوس؛ انقلابی در ذخیره‌سازی انرژی‌های تجدیدپذیر
