Энергию океана

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ, ПРЕОБРАЗУЮЩИЕ

Электростанции, используемые энергию океанических волн, существуют пока только в стадии научно-исследовательских разработок и научных идей. Рассмотрим принципиальные идеи и перспективы использования некоторых из них.

Наиболее простым и достаточно эффективным является устройство профессора Эдинбургского университета С. Солтера (рисунок 9.2) /9/. Это устройство преобразовывает колебательное движение жидкости во вращательно-колебательное движение поплавка, называемого "уткой".

Рисунок 9.2. Поплавок Солтера

Волны слева от поплавка заставляют его колебаться вокруг заякоренной оси, а цилиндрическая противоположная поверхность препятствует перемещению волны вправо, то есть, прерывает движение волны, отбирая ее энергию. Полезная мощность снимается с оси вращательно-колебательной системы.

Данное устройство пропускает не более 5% энергии волны вправо, то есть, является достаточно эффективным. На рисунке 9.3 показана зависимость к.п.д. устройства Солтера от периода колебаний волны при диаметре 15 метров /9/.

Устройство Солтера работает независимо от направления волны, что позволяет использовать его в открытом океане на глубокой воде. Предлагается нить таких поплавков протяженностью несколько километров установить в районе западнее Гебридских островов (Атлантический океан). Предполагаемая мощность такой станции 100 МВт.

Другой тип преобразователя энергии волны в электроэнергию использует колебания давления газа, защемляемого столбом воды (рисунок 9.4).

Рисунок 9.3. Энергетическая эффективность

поплавка Солтера

а б

Рисунок 9.4. Установка для преобразования энергия волны

а – подъем волны, б – спад волны

Установка работает следующим образом.

При подъеме волны нижняя полость заполняется водой, которая вытесняет газ через левый нижний клапан в верхнюю полость и через правый верхний клапан в атмосферу. Газ, проходя через турбину, вращает ее, которая в свою очередь вращает генератор.

При спаде волны уровень в нижней полости падает, создавая разрежение. Воздух из атмосферы засасывается через верхний левый клапан в верхнюю полость, проходит через турбину, вращая ее, и далее поступает через правый нижний клапан в нижнюю полость.

Таким образом турбина вращается в одну сторону и при подъеме и при спаде волны, а не совершаются вращательно-колебательные движения, как в поплавке Солтера.

Уже имеются коммерческие установки такого типа, работающие по принципу изменения давления газа, правда, небольшой мощности. Такие установки используются для электроосвещения аварийных буйков.

Схема действия приливной энергоустановки приведена на рисунке 9.5 /9/.

Рисунок 9.5. Схема приливной электростанции

Приливные электростанции устанавливаются на входе в бассейн высокого прилива на высоте, несколько меньшей нижнего уровня воды при отливе. Это дает возможность использовать оба направления движения воды (и при приливе, и при отливе). Естественно необходима система реверсирования, подобная представленной на рисунке 9.4, или реверсивная турбина. Принцип действия приливной электростанции /9/ понятен из рисунка 9.5 и не требует дополнительных пояснений.

Рисунок 9.6. Схема электростанции на тепловой энергии океана

1 – подача теплой воды, 2 – испаритель, 3 – насос подачи рабочей жидкости, 4 – турбина, 5 – генератор, 6 – конденсатор, 7 – подача холодной воды, 8 – поверхность океана, 9 – океанические глубины.

Приливные электростанции в отличие от волновых имеют практическое применение. Этому способствовали более низкие затраты на транспортировку электроэнергии, и высокая регулярность и предсказуемость энергии приливов.

Схема электростанции, использующая тепловую энергию океана, показана на рисунке 9.6.

Приведенная на рисунке 9.6 электростанция по сути является тепловой машиной, приводимой в действие разностью температур холодного и горячего тела, и вращающей генератор. Рабочее тело (легко испаряемая жидкость) циркулирует по замкнутой схеме: отбирает тепло горячей воды в теплообменнике испарителя, в паровой фазе приводит в действие турбину, соединенную с генератором, конденсируется в конденсаторе, охлаждаемом холодной водой. Затем цикл повторяется. Электростанции, работающие за счет разности температур слоев океана, находятся в стадии научно-исследовательских разработок, коммерческих проектов пока нет.

Дата добавления: 2014-01-06