Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,858

ОБЗОР ВАРИАНТОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ МОРСКИХ ВОЛН

Гентова А.А. 1 Каменских И.В. 1
1 ФГБОУ ВПО «Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет»
1. Каменских И.В., Чижиумов С.Д. Экологичные морские источники электроэнергии / И.В. Каменских // Дальневосточная весна – 2011: материалы 11-й научно-практической конференции с международным участием (Комсомольск на Амуре, 7 июня 2011 г.) – Комсомольск на Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2011. – С. 250-256.
2. Чижиумов С.Д., Каменских И.В. Есть ли в России перспективы использования возобновляемой энергии? / С.Д. Чижиумов // Дальневосточная весна – 2011: материалы 11-й научно-практической конференции с международным участием (Комсомольск на Амуре, 7 июня 2011 г.) – Комсомольск на Амуре: ГОУВПО «КнАГТУ», 2011. – С. 168-172.
3. Чижиумов С.Д., Каменских И.В., Трубецкая О.В. Возможность использования энергии морских волн на дальневосточном побережье // Избранные доклады Третьей Сахалинской региональной морской научно-технической конференции «Мореходство и морские науки – 2011». – Южно-Сахалинск: СахГУ, 2011. – С. 132-141.
4. Chizhiumov S.D., Kamenskih I.V. The Models of Sea Waves Energy Converters // The Tenth ISOPE Pacific-Asia Offshore Mechanics Symposium (PACOMS 2012), Vladivostok, Russia, October 3-5, 2012. ISSN: 1946-004X. - С. 16-21.
5. На Оркнейских островах заработал крупнейший в мире волновой генератор / membrana, 27 ноября 2009 // Режим доступа: http://www.membrana.ru/particle/14416.

В мировой практике наибольший коммерческий интерес вызывают три вида волновых электростанций: поплавковые волновые электростанции, в которых электроэнергия вырабатывается за счет движения плавающего поплавка при поднятии его волной; турбинные волновые электростанции – электроэнергия вырабатывается за счет вращения турбины, которая приводится в действие воздухом, вытесняемым волной из специальной камеры; гидравлические волновые электростанции – электроэнергия вырабатывается за счет движения гидравлических поршней в конвертерах.

Сейчас испытывается множество различных видов прибрежных электростанций [1-4]. Волновая электростанция, в самом лучшем, экологически чистом виде – береговая подводная. Её достоинства очевидны: не занимает акваторий, не мешает морским судам, отдыху людей и обитанию морских животных, простота обслуживания при эксплуатации и высокая надёжность. Но есть и проблемы: большие капиталовложения, воздействие на экосистему при строительстве и, основная, передача энергии волн и ее преобразование в электроэнергию с наименьшими потерями.

gent.wmf

Волновой преобразователь типа «Oyster» [5]

Авторами проведен обзор вариантов преобразователей энергии морских волн, который охватывает несколько десятков патентов зарегистрированных в США, электронные версии патентов находятся в свободном доступе, глубина обзора – 15 лет. Цели обзора: выявление возможных способов или конструктивных решений при передаче кинетической энергии волн; поиск предложений, позволяющих уменьшить или исключить недостатки, имеющиеся у волнового преобразователя типа «Oyster». Oyster (”Устрица”) – волновая электростанция, которая располагается у береговой линии, на умеренных глубинах порядка 12 м. Огромные поплавки в виде пластин, шарнирно закрепленных к фундаментным плитам, расположенным на дне, раскачиваются волнами и приводят в движение двухсторонний поршневой насос. Насос гонит морскую воду на берег, где она крутит ротор электрогенератора. Вся электрическая система размещается на берегу. Первый недостаток данного волнового преобразователя – эффективное использование возможно только на крупных волнах, когда происходит интенсивное раскачивание рабочих «створок»; вторая – возможность сдвига и разрушения сооружений штормовыми волнами.

В рассмотренных патентах используются следующие варианты преобразования волновой энергии: отклонение подвешенной прямоугольной лопасти, понтона вокруг горизонтальной оси или установленной на дне в вертикальной плоскости лопасти различной формы, в форме весла вращается вокруг вертикальной оси, приводит в движение шток гидроцилиндра; шарнирно закрепленную на дне водоема балку, одним концом, а на другом конце балки находятся лопасти, благодаря которым она вертикально колеблется под действием волны; маятниковые движения, опущенных в воду тел, приводят в движение элементы механизма (тросового, цепного), установленного на понтоне; под действием волн, происходит вращение колес, погруженных в воду и установленных на понтонах; вращательные в горизонтальной плоскости движения стержня, установленного на дне водоема с прикрепленным к нему «хвостом»; расположенное под углом к горизонту плавучее тело (понтон) и соединенный со штоком гидроцилиндра, укрепленного на дне (понтоне на поверхности воды), совершает вертикальные перемещения штока. На основе анализа материалов рассмотренных патентов авторами предлагаются следующие варианты устранения недостатков волнового преобразователя типа «Oyster»: – использование системы «рабочих створок» с разной степенью подвижности и формирование соответствующей возможной системе волн плантации «устриц»; – создание «рабочий створки» с множеством сочленений, раскачивание каждого членения возможно при разной интенсивности волн; – постройка сети «труб» и стен «рабочих створок», таким образом, чтобы под действием волн, при частичной деформации стен, будет приводиться в действие система помп, чтобы создать движение воды в «трубах»; – размещение ряда «устриц» в сужающихся каналах, и расстановка таких оснащенных каналов в двух направлениях движения волн; – расстановка плантаций «устриц» на разно уровневых террасах; – подвешивание «рабочих створок» на опускающихся и поднимающихся поверхностях, укрепленных на береговых конструкциях, молах; – погруженные на разную глубину плавучие тела обтекаемой формы, «обросшие устрицами» с аккумуляторами электроэнергии внутри; – многостворчатая установка на каждый двухсторонний поршневой насос; – телескопическая «рабочая створка» на регулируемых свайных опорах; – оснащение кромки створки вращающимися турбинами (в параллельной или перпендикулярной плоскости), создающие не только электроэнергию, но и упор прижимающий «устрицу» ко дну; – создание системы ориентированных плоскостей, с установленными «рабочими створками», для того, чтобы возникающая система сил (отрывающих «устрицу от поверхности») позволяла всей системе противодействовать сдвигу и разрушению при штормовом волнении; – оснащение «устрицы» системой фиксирующих в горизонтальном положении якорей при максимальном наклонении створки, положение «штормового отстоя»; – установка рабочих створок в монолиты-гиганты. Рассмотренные патенты и предложенные варианты могут быть исследованы в дальнейших работах по данной теме. Исследование выполнено при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, соглашение 14.В37.21.0403.


Библиографическая ссылка

Гентова А.А., Каменских И.В. ОБЗОР ВАРИАНТОВ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ МОРСКИХ ВОЛН // Современные наукоемкие технологии. – 2013. – № 8-1. – С. 115-116;
URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=32541 (дата обращения: 20.08.2018).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252