طور فريق بحثي من جامعة ميموريال في نيوفاوندلاند الكندية قاربًا ترفيهيًا يعمل بالطاقة الشمسية، بقدرة إجمالية تبلغ 10.56 كيلوواط، مصممًا للعمل في ظروف الإشعاع الشمسي في لارنكا بقبرص.
تصميم النظام ومحاكاة الأداء
اعتمد الباحثون على منهجية تقييم ذات مرحلتين، جمعت بين تقديرات إنتاج الطاقة باستخدام برنامج HOMER Pro، والنمذجة الديناميكية متعددة المجالات في بيئة MATLAB/Simulink. صُمم النظام لقارب بطول 11.8 متر وعرض 5.8 متر، يستوعب خمسة إلى ستة أشخاص، بسرعة مستهدفة 5.4 عقدة، وإزاحة كاملة تبلغ 2250 كيلوغرامًا تقريبًا.
مكونات نظام الدفع الشمسي
يضم النظام 32 وحدة شمسية بقدرة 330 واط للوحدة، مقسمة على أربع مجموعات فرعية مستقلة التحكم، متصلة بناقل تيار مستمر مشترك بجهد 48 فولت عبر محولات رفع مزودة بتحكم تتبع نقطة القدرة القصوى بطريقة التوصيل التدريجي. كما يشمل بنك بطاريات حمض-رصاص بجهد 48 فولت وسعة 410 أمبير/ساعة، يوفر احتياطيًا طاقويًا لساعتين.
نتائج المحاكاة وكفاءة النظام
أظهرت المحاكاة أن النظام اللامركزي يحقق قدرة قصوى تقارب 10.98 كيلوواط تحت ذروة الإشعاع المحلي، مع هامش طاقة زائدة بنسبة 39.8% فوق الطلب الأساسي للدفع. نجح نظام إدارة الطاقة في الحفاظ على تقلبات جهد الناقل ضمن ±3% من القيمة الاسمية، بينما قللت متحكمات تتبع نقطة القدرة القصوى الأربع من تذبذبات تتبع القدرة بفعالية.
آفاق التطوير المستقبلية
أكد الباحثون أن العمل القائم على المحاكاة يؤسس قاعدة حسابية صارمة للتحكم الديناميكي وتحديد الأحجام، مشيرين إلى الحاجة لتجارب بحرية حقيقية للتحقق من تأثيرات السحب الهيدروديناميكي، وإجراء تحليلات جدوى اقتصادية مفصلة تشمل تكلفة الطاقة المستوية والتكلفة الحالية الصافية وفترات استرداد رأس المال.