Другие виды » Гидроэнергетика

Энергия морских волн в открытом море может достигать нескольких мегаватт на метр фронта волны, но вот использовать её не получается: электрогенераторы, работающие от волн, или ломаются от перегрузки, или вынужденно выключаются.

 

Мохаммед-Реза Алам, адъюнкт-профессор Калифорнийского университета в Беркли (США), предложил принципиально новый тип устройств для генерации электричества из энергии волн: вязко-упругий «ковёр», покрывающий морское дно и сочетающий в себе полимерные пружины и генераторы. По его мнению, у такой конструкции масса преимуществ над традиционными волновыми генераторами.

 

Внимание исследователя привлекло то, что в районах с вязким дном (в частности в Мексиканском заливе) традиционно во время штормов укрываются моряки, аргументируя это тем, что там слабее волны. Уже в 100–200 метрах от границы участка с вязким дном, расположенным на небольшой глубине, волны и впрямь серьёзно ослабевают.

 

Если их энергия так легко передаётся придонным отложениям, то почему не использовать её и в других местах? Г-н Алам провёл компьютерное моделирование предложенного им генерирующего «ковра» на морском дне и выяснил следующее.

 

КПД придонного «ковра» такой конструкции легко достигает 50%, если дистанция до водной поверхности составляет 10 м, чуть выше этого значения — если глубина меньше, и превышает 40% для глубины в 20 м. При глубинах более 20 м эффективность резко падает, чего и следовало ожидать.

 

На первый взгляд, это не очень хорошо: применение таких устройств ограничено зоной от полосы прибоя до 20 м глубины; в большинстве случаев это узкая полоса. Однако есть и обширные исключения. Значительная часть Доггер-Банки — глубиной всего в 15 м, и одно лишь Ваттовое море имеет около 10 000 км² площади. В том же заливе Сан-Франциско площадью более 4 000 км² средняя глубина составляет 4 м. А по расчётам, средняя энергоотдача донных генераторов Алама должна равняться 6,5 кВт на кв. м поверхности морского дна, так что один вышеупомянутый залив может дать 25 млрд кВт•ч в год, не говоря уже о других прибрежных водах. Напомним, что офшорные эоловые электростанции способны лишь на 3 кВт/м², а солнечные электростанции выдают примерно в 20 раз меньше.

 

По словам исследователя, значительным преимуществом системы является то, что она лучше всего работает с короткими волнами и в шторм. Кстати, традиционные поверхностные волногенераторы во время шторма не действуют, а то и разрушаются, и лучше всего преобразуют энергию длинных волн, которая почти полностью остаётся на морской поверхности. Короткие волны («зыбь») быстро передают свою энергию в более глубокие слои, поэтому поверхностные генераторы не могут эффективно её использовать. Что немаловажно, теоретически при ударе так называемой волны-убицы практически все существующие поверхностные системы преобразования энергии волн разрушаются, как минимум частично. На практике в силу слабой распространённости таких генераторов подобные случаи пока неизвестны, но это, полагает г-н Алам, дело времени. Придонные генераторы даже на глубине в 3 м будут испытывать в десятки раз меньшее ударное воздействие, что снимает проблему устойчивости к этому стихийному бедствию.

 

Кроме того, новый тип придонных генераторов не помешает использованию морских акваторий по прямому назначению: суда смогут беспрепятственно ходить над такими энергогенерирующими коврами; они никак не повлияют на туристов и рыбаков. Правда, с некоторой оговоркой: волны над такими коврами должны серьёзно ослабевать при волнении, превосходящем умеренное. Даже в шторм рыболовецкие суда и пловцы окажутся в безопасности в районах, на дне которых будут стоять эти генераторы.

 

Как отмечает изобретатель, единственная потенциальная проблема — это накопление осадочных придонных отложений, которые со временем могут снизить эффективность установок. Чтобы выяснить степень опасности таких отложений, в ближайшее время он построит прототип установки и начнёт её испытания. Впрочем, даже если они покажут, что сомнения не напрасны, всегда остаётся возможность использовать придонные генераторы в зонах со скалистым побережьем.

 

Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the Royal Society A.

 

http://www.computerra.ru со ссылкой на  Physicsworld.Com