Bølgekraftværk: driftsprincippet

Havets farvande skjuler utalligerigdom, hvis vigtigste er måske ubegrænsede energikilder i form af havbølger. For første gang begyndte brugen af ​​den kinetiske energi af rullerne, der rullede på kysten, i det 18. århundrede i Paris, hvor det første patent for en bølgekraft blev præsenteret. Nu har teknologier gjort store fremskridt, og det første kommercielle bølgekraftværk, der begyndte at fungere i 2008, blev skabt af videnskabsmænds fælles indsats.

Hvorfor er det rentabelt?

Det er ingen hemmelighed at naturressourcerer på randen af ​​udmattelse. Lagre af kul, olie og gas - de vigtigste energikilder - er ved at komme til ophør. Ifølge forskernes mest optimistiske prognoser vil reserverne være nok i 150-300 år af livet. Kernekraften opfyldte heller ikke forventningerne. Høj kapacitet og ydeevne betaler omkostningerne ved opførelse og drift, men problemerne med bortskaffelse af affald og miljøskader vil snart blive tvunget til at opgive dem. Af disse grunde søger forskere nye alternative energikilder. Nu er der vind- og solkraftværker. Men for alle deres fordele har de en betydelig ulempe - lav effektivitet. At opfylde behovene i hele befolkningen vil ikke lykkes. Derfor er der brug for nye løsninger.

At generere elbølgekraftværket bruger den kinetiske energi af bølgerne. Ved de mest konservative estimater anslås dette potentiale til 2 mio. MW, hvilket kan sammenlignes med 1000 kernekraftværker, der opererer med fuld kapacitet, og ca. 75 kW / m pr. 1 meter bølgefront. Samtidig er der absolut ingen skadelige virkninger på miljøet.

Generel arbejdsplan

Bølgekraftværker kaldes flydendestrukturer, der er i stand til at omdanne den mekaniske energi af bevægelsen af ​​bølger til elektrisk energi og overføre det til forbrugeren. Prøv samtidig at bruge to kilder:

1. Kinetiske reserver. Havaksler passerer gennem et rør med stor diameter og roterer knivene, som overfører kraft til generatoren. Det pneumatiske princip anvendes også - vand, der trænger ind i et specielt kammer, fortrænger ilt derfra, som omdirigeres gennem et system af kanaler og roterer turbinebladene.
2. Rollende energi I dette tilfælde fungerer bølgekraftværket som en flyde. Flytning i rummet med profilen af ​​bølgen, gør det gennem et komplekst system af spjæld, at turbinen roterer.

Forskellige lande bruger deres egne teknologier til at omdanne den mekaniske bevægelse af bølger til elektricitet, men det generelle handlingsmønster er det samme.

Ulemperne ved bølgekraftværker

Den største hindring for det storeIndførelsen af ​​bølgekraftværker er deres omkostninger. På grund af den komplekse konstruktion og den komplekse installation på havvandens overflade er omkostningerne ved at installere sådanne anlæg højere end ved opførelsen af ​​et atomkraftværk eller et kraftværker.

Derudover er der en række andre ulemper,der hovedsageligt er forbundet med fremkomsten af ​​socioøkonomiske problemer. Sagen er, at store float-stationer skaber en fare og forstyrrer navigation og fiskeri - float wave-kraftværket kan simpelthen tvinge folk ud af fiskeriområder. Økologiske konsekvenser er også mulige. Brugen af ​​anlæg slukkes væsentligt for havmurene, gør dem mindre og giver dem ikke mulighed for at komme frem til kysten. I mellemtiden spiller bølger en vigtig rolle i processen med gasudveksling i havet og renser overfladen. Alt dette kan føre til et skift i den økologiske balance.

Positive sider af bølgekraftværker

Sammen med ulemperne har bølgekraftværket også en række fordele, der har en positiv indvirkning på menneskelig aktivitet:

• installationer, som skyldes, at de slukker energi fra bølgen, kan beskytte kyststrukturer (kajer, havne) mod ødelæggelse af havmagt;
• elproduktion sker til minimale omkostninger
• Bølgernes høje effekt gør WEC mere økonomisk end vind- eller solkraftværker.

Jordens energi og besidder vand, især floder. Opførelsen af ​​stationer på broer, færger, fortøjninger er udsigten til udviklingen af ​​dette område af elproduktion.

Problemer med at løse

Den vigtigste opgave, der konfronterer videnskabeligtFællesskabet skal nu forbedre designet, hvilket vil reducere omkostningerne ved elektricitet, der producerer bølgekraftværker. Operationsprincippet bør forblive det samme, men nye teknologier og materialer vil blive brugt til at skabe installationer.

Den gennemsnitlige effekt af bølgen er 75-85 kW / m -Det er på dette område, at de fleste stationer er indstillet. Men under en storm øger havmurens kraft flere gange og skaber risikoen for ødelæggelse af installationer. Ikke længere blev et kniv knust eller bøjet efter stormen. For at løse dette problem reducerer videnskabsmænd kunstige metoder den specifikke kraft af bølgerne. Et af problemerne er, at den massive brug af bølgekanaler vil føre til klimaændringer. Frembringelsen af ​​elektrisk energi skyldes Jordens rotation (det er sådan, hvordan bølger dannes). Den udbredte brug af stationer vil få planeten til at rotere langsommere. Mennesket vil ikke mærke forskellen, men det vil ødelægge en række strømme, som spiller en vigtig rolle i Jordens varmeveksling.

Verdens første erfarne vindmøllepark

Det første bølgekraftværk fremkom i 1985år i Norge. Dens magt var 500 kW, og hun var selv en prototype. Driftsprincippet er baseret på cyklisk kompression og udvidelse af miljøet:

• cylinderen med en åben bund er nedsænket i vand, så kanten er under bølgenes trug - dens laveste punkt;
• periodisk indkommende vand komprimerer luften i det indre hulrum;
• Når et bestemt tryk nås, åbner en ventil, som giver passage til komprimeret ilt til turbinen.

Et sådant kraftværk producerede 500 kW energi, så det var tilstrækkeligt at bekræfte installatørernes effektivitet, hvilket bidrager til deres udvikling.

Verdens første industrielle kraftværk

Verdens første industrielle skala installationDet betragtes som Oceanlinx i vandområdet Port Kemble i Australien. Det blev bestilt i 2005, men blev derefter sendt til genopbygning, og i 2009 begyndte det at arbejde igen, hvorfor både tidevands- og bølgekraftværker anvendes i regionen. Dets driftsprincip er som følger:

1. Bølger løb jævnligt ind i særlige kamre, hvilket tvinger luften til at krympe.
2. Efter at have nået det kritiske tryk, roterer komprimeret generatoren gennem et netværk af kanaler.
3. For at fange bølgernes bevægelse og kraft ændrer turbensbladene deres hældningsvinkel.

Installeringskapaciteten var omkring 450 kW, selvom hver del af stationen er i stand til at levere fra 100 kWh til 1,5 MWh elektrisk energi.

Verdens første kommercielle vindmøllepark

Første bølgeffekt kommercielDestinationen optjent i 2008 i Agusador, Portugal. Desuden er det den første installation i verden, der direkte bruger den mekaniske energi af en bølge. Projektet blev udarbejdet af det engelske selskab Pelamis Wave Power.

Strukturen indeholder flere sektionerder frigives og hæves sammen med bølgeprofilen. Sektioner er hængslet fastgjort til hydrauliksystemet, og under bevægelse bringes det i funktion. Den hydrauliske mekanisme får rotoren af ​​generatoren til at rotere, som følge af hvilken elektrisk strøm genereres. Bølgekraftværker, der anvendes i Portugal, har fordele og ulemper. Fordelen ved installationen ligger i sin høje kapacitet - ca. 2,25 MW, samt muligheden for at installere yderligere sektioner. Manglen på installation af systemet er en - der er problemer med transmission af elektrisk energi gennem ledninger til forbrugeren.

Ruslands første bølgekraftværk

I Rusland optrådte den første vindmøllepark i 2014 iPrimorsky Krai. Holdet var engageret i udviklingen af ​​et team af forskere fra Ural Federal University og Stillehavet Oceanological Institute of Far East Branch af det russiske videnskabsakademi. Installationen er eksperimentel. Dens særegenhed er, at den bruger energi, ikke kun bølger, men også tidevand.

Byggeri er planlagt i Moskvaforskningslaboratorium, som vil udvikle og skabe den første indenlandske flyvestation. Måske vil bølgekraftværkerne i Rusland efter dette også have et industrielt eller kommercielt formål.