Когда ветер проходит над открытой поверхностью озер и океанов, создаются волны. Энергия океанских волн огромна. Эту энергию океана можно использовать с помощью различных типов преобразователей энергии волн. Некоторые из преимуществ волновой энергии заключаются в том, что она бесплатна, комфортного, возобновляемые и безотходные.
В результате это может помочь нам уменьшить углеродный след. Являясь наиболее концентрированным источником Возобновляемая энергия на планете с удельной мощностью значительно выше, чем у ветра и солнечная энергия, это тоже исключительно.
Содержание
Wкепка Волновая Энергия?
Тип энергии, получаемой от океанских или морских волн, известен как волновая энергия. энергия океана, или энергия морской волны. Системы энергии волн используют кинетическую энергию (движения) энергичного вертикального движения поверхностных океанских волн для выполнения полезных задач.
Для чего используется энергия волн?
Собранная энергия волн используется для множества полезных задач, таких как производство электроэнергии, опреснение воды и закачка воды в резервуары.
Как генерируется волновая энергия?
Движение вверх и вниз плавучих объектов, расположенных на поверхности океана, генерирует энергию волн. Другими словами, ветер создает волны, которые затем создают энергию. Современные технологии используют естественное движение водных течений и волн для выработки энергии, когда волны движутся по океану.
Что такое Wпреобразователь энергии авеню?
Кинетическая и потенциальная энергия, связанная с движущейся океанской волной, преобразуется в полезную механическую или электрическую энергию с помощью машин, называемых преобразователями энергии волн (WEC).
Преобразователи волновой энергии могут производить чистую энергию для различных целей, включая насосы для опреснения соленой воды или двигательные установки для подводных аппаратов. Количество энергии океана в этой форме является самым высоким оцененным мировым ресурсом.
Типы преобразователей волновой энергии
Ниже приведены некоторые из различных технологий, которые используются для энергии волн.
- Аттенюаторы
- Точечные поглотители
- Преобразователь пульсаций колебательной волны
- Колебание водяного столба
- Устройство перекрытия/терминатора
- Погружной перепад давления
- Волна выпуклости
- Вращающаяся масса
1. Аттенюаторы
Аттенюатор — это плавучий объект, который эффективно скользит по волнам, работая параллельно направлению волны. Относительная скорость двух рук, когда волна проходит через них, используется для питания этих устройств.
Они зависят от изгиба суставов для обеспечения мощности, и их конструкция обычно (но не всегда) модульная. Представьте себе две баржи, соединенные вместе, образуя крылья.
Эти гаджеты пытаются использовать преимущества различных переводов движения, включая, например, всплеск, раскачивание и подъем. Чтобы максимизировать мощность от конкретной волновой среды, решающим фактором в этих устройствах является доминирующая длина волны.
2. Точечные поглотители
Точечный поглотитель — это плавучий объект, который движется на поверхности воды или близко к ней и поглощает энергию со всех сторон. Он вырабатывает электричество от движения надувного волчка вокруг основания. В зависимости от того, как установлены вытеснители и реакторы, возможны различные системы отбора мощности.
Эти плавучие конструкции используют волновое движение в одном месте и имеют ограниченный горизонтальный размер по сравнению с их вертикальным размером. Большинство конструкций точечных поглотителей, как минимум, напоминают стандартный буй.
Точечный поглотитель часто имеет один конец, закрепленный (или, по крайней мере, закрепленный на поверхности воды), а другой конец перемещается вертикально, когда гребни и впадины волн поднимают и опускают устройство.
В результате возвратно-поступательного движения может приводиться линейный генератор или жидкостный насос, который может генерировать полезную мощность. Это устройство использует движение вверх и вниз, вызванное океанскими волнами. Одним из наиболее распространенных дизайнерских мотивов, используемых в настоящее время в морской энергетике, являются точечные амортизаторы.
3. Преобразователь пульсаций колебательной волны
Волновые волны и движение молекул воды преобразуются в энергию с помощью колебательных преобразователей волновых волн. В ответ на движение воды в волнах рука качается вперед и назад, как маятник, расположенный на шарнирном соединении.
Почти всегда полностью погруженные в воду, эти устройства часто располагаются на морском дне на мелководье, возможно, даже в более опасных зонах волноломов.
Самая простая конструкция представляет собой клапан с маятниковым рычагом, который вращается на шарнирном соединении и колеблется вперед и назад из-за воздействующего на него волнового движения. Движение заслонки может быть механически связано с генератором для выработки электроэнергии или с насосом для повышения давления жидкости, потому что она ведет себя как большой рычаг.
4. Колебание водяного столба
У поверхности воды колеблющиеся водяные столбы (ВНК) часто имеют Г-образную форму. Полая, частично погруженная в воду структура, известная как колеблющийся водяной столб. Он содержит столб воздуха поверх столба воды и открыт для океана ниже поверхности воды.
Столб воздуха сжимается и разжимается в результате волн, поднимающих и опускающих водяной столб. В этой концепции двунаправленная воздушная турбина, расположенная наверху платформы, улавливает воздух в камере между поверхностью воды и ней.
Возвратно-поступательное движение волн действует как поршень на воздух в камере, когда они проходят под аппаратом, увеличивая и уменьшая там давление.
Воздух сжимается и давление в камере увеличивается в результате повышения уровня воды и гребня волны, что приводит к вращению турбины.
Когда уровень воды отступает от желоба волны, она создает небольшой вакуум внутри камеры и втягивает воздух снаружи через турбину, снова раскручивая ее.
Первичный вал двунаправленной турбины вращается в одном направлении, что позволяет ему перемещать транспортное средство, даже если лопасти турбины на обоих концах могут вращаться в противоположных направлениях.
5. Устройство перекрытия/терминатора
Волны, врывающиеся в водохранилище, улавливаются устройствами, которые его перекрывают. После выработки электроэнергии обычной низконапорной турбиной вода возвращается в море. «Коллекторы» могут использоваться перекрывающим устройством для концентрации волновой энергии.
Этот преобразователь поднимает объем воды на высоту над поверхностью океана, чтобы использовать разницу в потенциальной энергии. Эти гаджеты имитируют волновую активность, которую вы обычно можете наблюдать на пляже.
Волны фокусируются плавающими вытянутыми руками так, что они увеличиваются в высоту по мере приближения к искусственному «пляжу» в середине аппарата. Волны, разбивающиеся о искусственный пляж, поднимаются по пандусу и попадают в водохранилище, возвышающееся над окружающим уровнем моря.
Гравитация помогает жидкости течь отсюда вниз, и этот поток затем используется для привода турбины. Эти конструкции во многом напоминают методы строительства плотин гидроэлектростанций.
Имейте в виду, что для максимальной эффективности эти преобразователи волновой энергии должны быть откалиброваны по высоте приближающихся волн. Хотя некоторые из этих устройств были модифицированы для использования на море, чаще всего их можно найти недалеко от берега.
6. Погружной перепад давления
Устройства для измерения подводных перепадов давления обычно закрепляют на морском дне вблизи берега. Гаджет испытывает перепад давления из-за скорости волны, из-за чего уровень моря над ним поднимается и падает. Жидкость системы циркулирует за счет переменного давления для производства электроэнергии.
Существует две разновидности этого типа преобразователя волновой энергии. Один тип устройства располагается на морском дне или вблизи него и использует изменения давления, вызванные волнами, для сжатия жидкости и изгибания податливого материала, такого как воздушный пузырь, для питания турбины или другого устройства отбора мощности.
Другой вид погружной и напоминает точечный поглотитель. Этот тип использует волны для перемещения плавучего погруженного поплавка и линейный генератор для преобразования возвратно-поступательного движения в энергию.
7. Технология выпуклой волны
Технология Bulge Wave использует заполненную водой резиновую трубку, которая привязана к дну океана и направлена к волнам. Вода поступает через корму, и при прохождении волн давление внутри трубы меняется, в результате чего образуется вздутие.
Выпуклость расширяется по мере продвижения по трубе, накапливая энергию, которую можно использовать для питания типичной турбины с низким напором в носовой части, где вода впоследствии закачивается обратно в воду.
8. Вращающаяся масса
Преобразователи энергии вращающихся массовых волн обычно представляют собой поверхностные наездники, которые приводят в действие вращающийся генератор переменного тока с внутренним весом, вращающимся вокруг фиксированного положения. Аппарат движется волнообразно, вздымаясь и раскачиваясь в двух направлениях, захватывая при этом энергию.
Прецессия вызвана этим движением, приводящим в движение либо эксцентриковый груз, либо гироскоп. Оба раза механизм подключен к источнику питания внутри устройства.
Вращающаяся масса вращается вокруг своей оси, чтобы найти новую центральную точку, поскольку дифферент и тангаж судна колеблются в результате смещения центра плавучести и центра тяжести, вызванного раскачиванием океанских волн.
Волны заставляют устройство многократно катиться и раскачиваться, что заставляет массу постоянно вращаться, чтобы найти равновесие, одновременно производя электричество.
Заключение
Почему волновая энергия до сих пор не взлетела?
Одна проблема заключается просто в том, что океан — очень суровая среда; установка и последующее обслуживание устройства в океане сложно и дорого. По той же причине сложно создать систему улавливания волновой энергии, которая будет иметь достаточно длительный срок службы, чтобы оправдать первоначальные капиталовложения.
Другая проблема заключается в том, что, в отличие от других возобновляемых источников энергии, пока не существует единого «любимого» дизайна, поэтому ресурсы распределяются по широкому спектру чрезвычайно разнообразных технологий.
Однако улавливание волновой энергии имеет большой потенциал, потому что это не только надежный источник энергии, но и самая высокая плотность энергии всех возобновляемых источников. Только по этой причине мы считаем, что энергия волн в конечном итоге сыграет важную роль в обеспечении устойчивого энергоснабжения всей планеты.
СОВЕТЫ
- Поскольку солнечная энергия продолжает расти, вы можете ожидать ее повсюду
. - 20 фактов о гидроэнергетике, которых вы не знали
. - Преимущества и недостатки геотермальной энергии
. - Как работает биотопливо? 10 шагов к производству биотоплива
. - 7 основных недостатков ядерной энергетики
Страстный эколог в душе. Ведущий автор контента в EnvironmentGo.
Я стремлюсь информировать общественность об окружающей среде и ее проблемах.
Это всегда было о природе, мы должны защищать, а не разрушать.