Альтернативные источники энергии и энергосбережение

Как показывают расчеты, концентрация энергии морской волны почти в шесть раз выше, чем энергия ветра, который поднимает эту волну и составляет около 4000 Вт/м² в среднем по океану.

Энергетический потенциал ветра на 1 м² вертикальной поверхности при скорости 10 м/с составляет 650 Вт/ м². Энергетический потенциал 1 м² горизонтальной морской поверхности при высоте волны 2 м составляет. 4000 Вт/м².

Т. е. через единичную площадь воздействия энергоносителя, морская волна почти в 6 раз эффективней ветра (http://www.watervigorous.com/v2.html).

Реактивный преобразователь энергии морской волны

Преобразователь представляет собой вертикально установленную трубу, нижний конец которой снабжен тройниковым наконечником с входным и выходным клапаном (рис. 5.1, левый).

Так, при площади сечения трубы 1 м², амплитуде волны 2 м и периоде волнения 10 с, потенциальная энергия рабочего объема воды составит 8160 кгм, а средняя мощность в течение периода — 816 кгм/с или около 11 лошадиных сил.

При прохождении волны вода с одного конца входит в трубу, а из другого выходит. Имея однонаправленное горизонтальное движение, вода создает реактивную тягу, определяемую массой воды в трубе, высотой волны и скоростью свободного падения.

Трубы могут крепиться на борту плавсредства и обеспечивать ему:

♦ или линейное движение (для мобильного объекта);

♦ или круговое движение (для стационарного энергетического объекта).

Рис. 5.1.Преобразователи энергии морской волны

Вторая разработка (рис. 5.1, правый), представляет собой пневматический преобразователь. Группа труб, открытых с нижнего конца, устанавливается вертикально на водной поверхности. В верхней части каждая труба имеет по два клапана, входной и выходной которые также объединены, соответственно, между собой.

Конструкция представляет собой гигантский многоцилиндровый газовый компрессор, поршнями которого является вода, движимая, энергией морских волн по вертикальным трубам вверх и вниз.

Морской утюг. Между горизонтально расположенным трубопроводом верхнего давления и трубопроводом нижнего давления установлена воздушная турбина, вращающая электрогенератор для стационарного варианта, или редуктор с винтом для мобильного объекта.

Новым в предложенных разработках является то, что одна воздушная турбина может работать на неограниченное количество труб, играющих роль цилиндров в получившемся компрессоре.

Самоходная платформа «Морской утюг» (рис. 5.2) использует энергию морских волн для собственного движения и аккумулирования энергии. Может использоваться для защиты береговых сооружений, в качестве понтонной переправы, создания морских и авиационных портов на открытой морской акватории, зарядки аккумуляторов энергии, перевозки грузов и т. д.

Рис. 5.2.Самоходная платформа «Морской утюг»

Гидроаккумулирующая электростанция на энергии морских волн

Необычное устройство Searaser и проект под названием Dartmouth Wave Energy (английский изобретатель Элвин Смит (Alvin Smith) представляет собой волновую электростанцию, использующую энергию вертикального движения поплавка.

Однако сам поплавок не имеет электрических систем и представляет собой механический насос, который закачивает морскую воду на большую высоту в прибрежные скалы (http://aenergy.ru/872).

Этот проект — необычная мини Гидроаккумулирующая электростанция (по-английски Pumped-storage hydroelectricity).

В основе установки — два поплавка (рис. 5.3), способных двигаться друг относительно друга. Верхний раскачивается волнами, нижний соединен с дном при помощи цепи и якоря. Между поплавками находится «насосная станция» (цилиндр с поршнем двойного действия, который качает воду при движении вниз и вверх) и клапанами с выходными трубами.

Рис. 5.3.Система поплавков

Автоматическая подстройка высоты положения верхнего поплавка в зависимости от уровня моря, который меняется в прилив и отлив — телескопическая труба, раздвигающаяся и складывающаяся под действием сил Архимеда и тяжести. К этой «приливной» колонне крепится насос с верхним поплавком.

Вода подается на сушу, в горы. В горах устраивается бассейн, в котором вода накапливается и выпускается обратно в море, по пути вращая турбину электростанции, идентичной традиционной ГЭС, но без дамбы.