В. Г. Лабейш. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: Учеб пособие. Спб.: Сзту, 2003. 79 с
Download 1.5 Mb. Pdf ko'rish
|
В. Г. Лабейш Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (2003)
|
1.5. Энергия волн
концентрированную форму ветровой энергии. Ветры, дующие над океаном, разводят волнение, сила которого зависит от скорости ветра и длины про- 19 бега. До берегов Чукотки доходят волны, зародившиеся у берегов Антарк- тиды. В волнах частицы воды совершают круговые движения. Высота вол- ны равна диаметру круговой орбиты частицы на поверхности (рис. 1.9). С глубиной диаметры орбит быстро убывают. Накатываясь на мелководье, волна растет по высоте и уменьшается по длине (расстоянию между греб- нями). У дна частицы движутся возвратно-поступательно. Волны в море имеют разную длину и скорость, высоты отдельных волн при наложении суммируются. Механическая энергия волны пропорциональна длине и квадрату вы- соты. обережья Англии дало бы 120 ГВт – то больше, чем суммарная мощность электростанций страны. Суммарная олновая мощность Мирового океана оценивается в 2700 ГВт. В России возможно освоение энергии м и ье тихоокеанских мо- рей и Баренцева моря. Рис. 1.9. Профиль морской волны Энергия волны шестиметровой высоты превышает 100 кВт на 1 по- гонный метр фронта волны. Средняя для океанских волн энергия оценива- ется в 50 кВт/м. Специалисты подсчитали, что с учетом неизбежных потерь использование волновой энергии у п э в орск х волн на побереж 20 Существует несколько проектов волновых энергетических установок. Один из них, частично реализованный на о. Маврикий в Индийском океане, сходен с однобассейновой ПЭС. У берега дамбами выгораживается бассейн с пологой плотиной-волноломом. Океанская волна забрасывает через эту плотину свои гребни. Уровень в бассейне поддерживается на 2…3 м выше, чем в море. Разность уровней увеличивается, когда подходит подошва оче- редной волны. Низконапорные гидроагрегаты срабатывают этот напор. Реализация такого проекта требует больших затрат на возведение плотин. Ряд проектов, активно разрабатываемых в Англии, предусматривает установку на якоре двух или трех понтонов, имеющих шарнирное сочлене- ние. Проходящая волна вызывает изгибы в шарнирах, которые используют- ся в поршневой гидравлической системе, запасающей энергию в сжатой до высокого давления жидкости. Эта энергия затем используется в гидродви- гателе и электрогенераторе. Основные трудности при внедрении подобных систем связаны с низкой надежностью якорных постановок и шарнирных соединений при штормах и подвижках льда. Еще один тип волновых энергетических установок, реализованный при небольших мощностях в Японии, работает следующим образом. Заяко- ренный буй имеет полость, открытую снизу. При колебаниях на волне уро- вень воды в полости меняется. В надводной верхней части буя имеется от- верстие, через которое воздух выходит из полости при ее заполнении во- дой, когда проходит гребень волны. Когда проходит подошва волны, воз- дух, наоборот, входит в полость из-за опускания уровня воды. Течения воз- духа через отверстие приводят в движение воздушную турбину, соединен- ную с электрогенератором. В автономных электрических буях вырабаты- ваемая энергия используется для зарядки аккумуляторов, питающих 60- ваттную электролампу. Реализуется подобный проект, в котором «поплав- ком» является судно водоизмещением 500 т, проектная мощность волновой энергоустановки составляет 2,2 МВт. Подобная установка может использо- ваться также для аккумулирования энергии, вырабатывая сжатый воздух, который по трубам направляется в береговые баки. В качестве волнового генератора может использоваться заякоренный буй, к которому на тросе подвешен обратимый капсульный гидроагрегат с вертикальной осью на глубину, где волновые колебания невелики. Турбина агрегата вращается при движении вверх и вниз, когда проходят гребень и подошва волны. О адежностью якор- ной п - граничения снова связаны с низкой н остановки и передачи электроэнергии по кабель-тросу при штормах. Возможна также установка на мелководье гидроагрегатов с горизонтальной осью в придонном слое. Важным преимуществом волновой энергетики является возможность применения модульного принципа – последовательное сооружение блоков ограниченной мощности, без больших начальных затрат на капитальное строительство, свойственных приливным электростанциям. К разработке волновых энергоустановок должны привлекаться специалисты в области энергомашиностроения, физики, энергетики, кораблестроения, океаноло 21 гии, м гидроэнергетических ресурсов ос- етряки в США широко применялись для откачива- ния во дной Европе происходит бум в развитии ветро- энергетики. В Дании выработка электроэнергии на ВЭС достигает 12% от общей выработки, в Голландии, северных землях Германии 10%. За два по- следних десятилетия У, единичная мощ- ность ветроагрегатов достигла 4,5 МВт, диаметр ветроколеса самой мощ- ной ВЭС составляет 112 м. В 2002 г. рост инвестиций в ветроэнергетику со- еталловедения, электроники, экономики. Вследствие непостоянства морского волнения необходимо предусматривать системы аккумулирова- ния энергии (ГАЭС и т.п.) Download 1.5 Mb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|