ارزیابی توان انرژی امواج درخلیج فارس با مدل سازی عددی

با توجه به اهمیت جهانی انرژی فسیلی خلیج فارس ، استان های جنوبی کشور دارای تاسیسات نفتی و تجاری بسیار گران قیمتی هستند که حفاظت فیزیکی آنها در مقابل پدیده های دریایی می تواند یکی از مهمترین دغدغه های سرمایه گذاران باشد. موج یکی از پدیده های تناوبی دریا است که به طور منظم یا نامنظم سرمایه گذار را تهدید می کند. شناسایی ریز مقیاس مشخصه ها و توان انرژی موج پیش از احداث و پس از احداث تاسیسات پرهزینه، در بهینه سازی اقتصادی، تاسیس نوع موج شکن، تاسیسات مورد نیاز و احداث نیروگاه های مبدل انرژی امواج می تواند راهگشا باشد. در این پروژه برای محاسبه مشخصه های موج از مدل عددی سوآن استفاده شده است. شبکه اولیه محاسباتی در مرحله اول کل خلیج فارس و قسمت اندکی از دریای عمان در محدوده 30-24 درجه عرض جغرافیایی و 58-48 درجه طول جغرافیایی در حدود 850 در 1084 کیلو متر را پوشش می دهد. این شبکه در راستای طول 159 نقطه و در راستای عرض شامل 117 نقطه است که در مجموع 18603 نقطه را پوشش داده است. باد و عمق دریا به عنوان ورودی های مدل هستند. اطلاعات باد شش ساعته و برای یک سال و اطلاعات عمق سنجی در این بازه در راستای طول با قدرت تفکیک 8/6 کیلومتر و در راستای عرض جغرافیایی با قدرت تفکیک 3/7 کیلومتر به مدل داده شد. در مرحله ی دوم، شبکه ی محاسباتی ثانویه به سواحل بوشهر اختصاص دارد. این شبکه به شکل مستطیلی 28 تا 30 درجه عرض جغرافیایی و 5/49 تا 5/51 درجه طول جغرافبایی را در بر می گیرد. شبکه در راستای طول شامل 37 نقطه و در راستای عرض شامل 29 نقطه می باشد و 1073 نقطه از منطقه بوشهر را شامل می شود. در این مدل از فرایند های فیزیکی، اصطکاک کف، رشد خطی و نمایی موج ناشی از انرژی باد، ایجاد سفیدک خیزاب، ، شکست موج ناشی از کاهش عمق واندرکنش غیرخطی سه گانه امواج مد نظر قرار گرفت. مدل در حالت غیر پایا و در مختصات کارتزین اجرا شد. مدل به مدت یک سال برای سال 2009 اجرا گردید. خروجی های پایانی موج هر ماه به عنوان شرایط اولیه موج ماه بعد منظور گردید . با اجرای مدل برای هر ماه، ارتفاع مشخصه، طول موج، دوره تناوب، جهت و سایر پارامترهای مورد نیاز به-دست آمد. با استفاده از رابطه توان انرژی موج با این پارامترها، کار شبیه سازی توان انرژی امواج انجام شد. ماه های دسامبر و نوامبر از پرتوان ترین ماه ها در حوزه مورد مطالعه ساحل بوشهر هستند. در ماه دسامبر، منطقه واقع در محدوده 28 تا 29 درجه عرض جغرافیایی و5/49 تا 5/51 درجه طول جغرافیایی توان بالایی با بیش از 15000 وات بر متر را در کل منطقه مورد مطالعه را به خود اختصاص داده است. بررسی نمودار فراوانی پرتوان ترین ماه سال، دسامبر ، نشان می دهد که بیش از %60 توان انرژی امواج در این ماه بالای 5000 وات بر متر هستند. در این ماه توان موج بالای20000 وات بر متر بر اساس نمودار فراوانی نیز مشاهده می شود. بر اساس گل توان های حاصل از شبیه سازی که ماههای دوازهم، یازدهم، ششم و هشتم میلادی توان انرژی بالاتری نسبت به بقیه ماهها را دارند، همچنین در میان فصل های سال، زمستان و پاییز از توان انرژی بالاتری در منطقه برخوردارند.