أنظمة هجينة لتوليد الطاقة من المد والجزر باستخدام مواد متطورة لتوفير طاقة محيطية متجددة فعالة ودائمة

المؤلفون

  • عبد السلام علي أحمد قسم الهندسة الميكانيكية والصناعية، كلية الهندسة، جامعة بني وليد، بني وليد، ليبيا المؤلف

الكلمات المفتاحية:

طاقة المد والجزر الهجينة، طاقة المحيطات المتجددة، المواد المركبة، الحماية من التآكل، منصة شبه غاطسة، FloWave، التحليل التقني الاقتصادي

الملخص

تجمع أنظمة الطاقة البحرية الهجينة بين محولات الأمواج والمد والجزر لزيادة معامل السعة وتحسين إنتاج الطاقة من خلال استغلال موارد المحيطات المتكاملة. تُعد المواد المركبة المتطورة والمقاومة للتآكل أساسيةً للمنصات والهياكل المتينة في البيئات البحرية القاسية. تقدم هذه الورقة هيكلًا تصميميًا مفاهيميًا لمنصة هجينة شبه غاطسة تعمل بتقنية الأمواج والمد والجزر. تغطي مراجعة شاملة للأدبيات مفاهيم الأجهزة الهجينة، وطرق النمذجة، والمواد، ومرافق الاختبار، واتجاهات البحث. تُناقش أمثلة التهجين، مثل أنظمة المقوم الميكانيكي ومحولات المنصات المدمجة، مع الرسوم البيانية. تُمكّن المواد المركبة (البوليمرات المقواة بألياف الكربون/الزجاج) من إنشاء هياكل خفيفة الوزن وصلبة ذات مقاومة عالية للتآكل. تُراجع الورقة الحماية من التآكل باستخدام الطلاءات الحاجزة والأنظمة الكاثودية. يتميز موقع دراسة الحالة (مثل شمال اسكتلندا) بسرعات مد وجزر نموذجية (~1.0 متر/ثانية نابض، ~0.5 متر/ثانية قاع) وقوة أمواج (~30 كيلو واط/متر). تتضمن التصاميم المفاهيمية جداول تحديد أحجام المكونات ومخططات المنصات (الشكل 4.1) المستوحاة من التصاميم المنشورة. كما تم توضيح سير عمل النمذجة (الهيدروديناميكا ← FSI ← الهيكل ← التعب ← الكهرباء) وخطة الاختبار (اختبارات نموذج مصغر في حوض دائري ذي أمواج وتيارات مُتحكم بها). ويُستشهد بخزان FloWave (قطره 25 مترًا) كمرفق يُتيح اختبار التيارات والأمواج المُدمجة. وتُوضح نتائج الأمثلة من الدراسات المنشورة (النموذج الأولي لـ TIWAG وعمليات المحاكاة) فوائد إنتاج الطاقة. وتُقدم نماذج التحليل الاقتصادي (CAPEX، OPEX، LCOE) مع تقديرات التكلفة المنشورة في الدراسات المنشورة. يدعم هذا الإطار التصميمي الشامل، المُدعم بالكامل بالأشكال والجداول، الأبحاث المستقبلية حول أنظمة طاقة هجينة قوية تجمع بين طاقة المد والجزر.

المراجع

Calvário, M., Sutherland, L. S., & Guedes Soares, C. (2017). A review of the applications of composite materials in wave and tidal energy devices. In Developments in Maritime Transportation and Harvesting of Sea Resources (pp. 143-159). WIT Press.

Chen, P., & Wu, D. (2024). A review of hybrid wave-tidal energy conversion technology. Ocean Engineering, 303, 117684.

Ingram, D. M., Wallace, R. I., Robinson, A. R., & Bryden, I. G. (2014). The design and commissioning of the first circular combined wave and current test basin. In Proceedings of the 11th European Wave and Tidal Energy Conference (EWTEC 2014), 14-17 September 2014, Nantes, France. (Referenced in Kanehira et al., 2019)

Kanehira, T., Mutsuda, H., Doi, Y., Taniguchi, N., Draycott, S., & Ingram, D. (2019). Development and experimental validation of a multidirectional circular wave basin using smoothed particle hydrodynamics. Applied Ocean Research, 95, 75-84.

Khojasteh, D., Shamsipour, A., Huang, L., Tavakoli, S., Haghani, M., & Sharif, F. (2023). A large-scale review of wave and tidal energy research over the last 20 years. Ocean Engineering, 282, 114995.

Mohamed Belrzaeg, & Hassnen S. Snoussi. (2024). Impacts of Renewable Energy Sources Integration on Charging Electric Vehicles. Afro-Asian Journal of Scientific Research (AAJSR), 2(1), 245-254.

Adel Ramadan Hussien Mohamed. (2023). Electric Vehicle Contribution for Sustainable Development Goal. Afro-Asian Journal of Scientific Research (AAJSR), 1(2), 360-365.

Mohamed Belrzaeg, & Abdussalam Ali Ahmed. (2023). A The Adoption of Renewable Energy Technologies, Benefits, and Challenges: Mini-Review. Libyan Journal of Contemporary Academic Studies, 1(1), 20-23.

Abdussalam Ali Ahmed, Naje Mohamed Abdulla, & Taha Muftah Abuali. (2025). Performance Optimization and Battery Health Analysis of Electric Vehicles under Real-World Driving Conditions: A Data-Driven Experimental Approach. Journal of Libyan Academy Bani Walid, 1(2), 01–21.

Taha Muftah Abuali, & Abdussalam Ali Ahmed. (2025). Performance Evaluation and Experimental Optimization of a Hybrid Solar–Wind Energy System under Variable Climatic Conditions. Journal of Libyan Academy Bani Walid, 1(2), 22–38.

Mohamed Belrzaeg, & Maamar Miftah Rahmah. (2024). A Comprehensive Review in Addressing Environmental Barriers Considering Renewable Sources Integration and Vehicle-to-Grid Technology. Libyan Journal of Contemporary Academic Studies, 2(1), 1-6.

Mukhtasor, S. (2015). Introduction to Ocean Energy. Indonesian Counterpart for Energy and Environmental Solutions.

Musabikha, S., Utama, I. K. A. P., & Mukhtasor. (2017). Corrosion in the marine renewable energy: A review. International Journal of Environmental Research and Clean Energy, 7(1), 1-9.

Silva, R. N., Nunes, M., Oliveira, F. L., & Oliveira, T. F. (2022). Dynamical analysis of a novel hybrid oceanic tidal-wave energy converter system (TIWAG). Energy, 263, 125933.

Tan, T., & Venugopal, V. (2025). A decade-long high-resolution wave resource map for Pentland Firth and Orkney Waters - hindcast by two-way coupling of wave-current models. Applied Ocean Research, 162, 104730.

University of Edinburgh (2018). FloWave Ocean Energy Research Facility - Tank Design and Features. Edinburgh: Institute for Energy Systems.

Zhang, Y., et al. (2020). Hybrid multi-source marine energy converter: Device concept, modelling and analysis. Journal of Marine Science and Engineering, 8(2), 108.

منشور

2025-08-02

كيفية الاقتباس

أنظمة هجينة لتوليد الطاقة من المد والجزر باستخدام مواد متطورة لتوفير طاقة محيطية متجددة فعالة ودائمة. (2025). مجلة الجامعة الليبية المفتوحة للعلوم التطبيقية (LOUJAS), 1(1), 29-43. https://oujournals.ly/index.php/LOUJAS/article/view/50