قدّم باحثون من Osaka University جهازا مبتكرا لاستخراج الطاقة من أمواج البحر  يُعرف باسم محوّل طاقة الأمواج الجيروسكوبي.

ويُعد هذا التطوير خطوة مهمة في تعزيز مصادر الطاقة المتجددة، خاصة أن التقنيات التقليدية تعاني غالبا من انخفاض الكفاءة بسبب تغيّر ظروف المحيط. 

آلية عمل الجهاز

يعتمد الجهاز على عنصر أساسي يتمثل في دولاب موازنة دوّار داخل هيكل عائم. ويستند مبدأ التشغيل إلى ظاهرة الجيروسكوب، حيث تؤدي حركة الأمواج إلى تحريك المنصة صعودًا وهبوطًا، ما يغيّر اتجاه دوران الدولاب.

ويؤدي هذا التغير إلى تشغيل مولّد كهربائي يحوّل الطاقة الحركية الناتجة عن الأمواج إلى طاقة كهربائية.

وأوضح الباحث Takahito Iida أن الأنظمة التقليدية غالبا ما تفشل في تحقيق كفاءة عالية بسبب تغيّر تردد الأمواج، بينما يمكن ضبط النظام الجيروسكوبي بحيث يحافظ على كفاءة مرتفعة حتى مع تغيّر هذه الترددات.

نماذج ومحاكاة دقيقة لتحسين الأداء

استخدم العلماء نظرية الموجات الخطية لدراسة التفاعل بين الأمواج والجسم العائم والجيروسكوب، مما ساعد على تحديد أفضل إعدادات التشغيل، مثل سرعة دوران الدولاب وإعدادات المولد.

كما أجرى الفريق نماذج محاكاة عددية في المجالين الزمني والترددي، إضافة إلى تحليل السلوك غير الخطي للجيروسكوب، بهدف تحديد القيود المحتملة للنظام.

وقد نُشرت نتائج الدراسة في مجلة Journal of Fluid Mechanics.

نتائج واعدة وكفاءة عالية

أظهرت الاختبارات أن الجهاز يمكنه تحقيق كفاءة تصل إلى 50% في امتصاص طاقة الأمواج عند ضبطه بشكل صحيح، وهو مستوى قريب من الحد النظري الأعلى وفق قوانين الفيزياء.

ويمثل ذلك تقدما مهما، لأن الجهاز يحافظ على هذه الكفاءة في نطاق واسع من ترددات الأمواج، وليس فقط في ظروف الرنين المثالية.

آفاق مستقبلية لتحقيق أهداف المناخ

يشير هذا الابتكار إلى إمكان تطوير محولات طاقة أمواج أكثر قدرة على التكيف مع البيئة البحرية، ما يعزز الاعتماد على مصادر الطاقة النظيفة.

ومن المتوقع أن تسهم هذه التقنية في دعم الجهود العالمية لتحقيق أهداف الاستدامة وتقليل الانبعاثات، خاصة في الدول الساحلية التي تمتلك موارد كبيرة من طاقة الأمواج.