Волновые электростанции
Волновые электростанции используют энергию волн для совершения полезной работы - генерации электроэнергии.
Волновые электростанции являются одними из самых чистых, безотходных и безопасных источников электроэнергии. На сегодняшний день, данный вид «дармовой» энергии используется весьма мало, не более 1% от всего производимого электричества в мире. Сегодня подсчитано, что за счет энергии океанских волн возможно получение до 10 млрд. кВт. электроэнергии.
Для производства электроэнергии используются две основные характеристики волн: кинетической энергия, и энергии поверхностного качения. Именно эти факторы и пытаются использовать при строительстве волновых электростанций.
Для использования кинетической энергии волн, на их пути ставится труба очень большого диаметра. Поступающие в нее волны вращают лопасти турбины, которая и приводит в движение генератор. В другом случае, поступающая вода выталкивает из замкнутого пространства трубы, находящийся там воздух. Далее выработка энергии происходит по обычному принципу. Выходящий воздух вращает лопасти турбины. Наиболее совершенные волновые электростанции, для выработки электроэнергии применяют оба этих способа.
При использовании энергии волнового качения, электроэнергия вырабатывается посредством расположенных на поверхности воды поплавков. Качая их, волны приводят в движение систему поплавок-генератор, что приводит в конечном итоге к выработке энергии.
Энергия морских волн значительно выше энергии приливов. Приливное рассеяние (трение, вызванное Луной) составляет порядка 2,5 ТВт. Энергия волн значительно выше и может быть использована значительно шире чем приливная. Страны с большой протяженностью побережья и постоянными сильными ветрами, такие как Великобритания и Ирландия, могут генерировать до 5 % требуемой электроэнергии за счет энергии волн. Избыток генерируемой энергии (общая проблема всех непостоянных источников энергии) может быть использована для выработки водорода или алюминия. Основной задачей получения электроэнергии из морских волн-это преобразование движения вверх-вниз во вращательное для передачи непосредственно на вал электрогенератора с минимальным количеством промежуточных преобразований, при этом желательно, чтобы большая часть оборудования находилась на суше для простоты обслуживания. Недавно выдан Российский патент № 82283 на механизм позволяющий преобразовывать движения качания поплавка на волнах с любой амплитудой во вращение. Выходной вал устройства вращается как от движения поплавка вниз так и вверх. Механизм находящийся на берегу соединяется с поплавком штангой. Кроме того механизмы можно секционировать на общий вал для получения большей суммарной мощности.[5]
|
Рисунок 7- Типы волновых установок
Установка «утка Солтера»
а)схема преобразования энергии волны; б) вариант конструкции преобразователя
1-плавучая платформа; 2-цилиндрическая опора с размещенными в ней приводами и электрогенераторами; 3-асимметричный поплавок
Принцип работы: рабочее тело (поплавки, водяные колеса), находящиеся в контакте с водой, совершает под действием волн те или иные движения. Полученная энергия преобразуется силовых преобразователей и генератора в электрическую.
Рисунок 8- Волновая электростанция Oceanlinx. Порт-Кембл, Австралия. Мощность 450 кВт[6]
Перспективы развития отрасли:
Рисунок 9- Карта перспективных волновых установок (с указанием мощности, МВт) составлена специалистами фирмы Voith Hydro Wavegen Limited (Германия)
В настоящее время в мире проводятся испытания шести волновых электростанций.