Новый способ добывания энергии из воды

Поведение жидкостей может быть 2-ух типов – размеренным и неупорядоченным. 1-ый из их, естественно, существует в главном как теоретическая абстракция, а на практике любые течения характеризуются относительной хаотичностью, проявляющейся в том числе в непредсказуемых завихрениях.

Новый способ добывания энергии из воды

Управлять турбулентностью воды – дело сложное, так как уследить за «пульсациями» в каждой определенной точке решительно нереально.

Но какие-то статистические описания этого процесса есть, и их уже издавна пробуют использовать в определенных приложениях.

 

Необходимо это вот для чего. Когда морские потоки огибают округленные препятствия, к примеру опоры плавучих буровых платформ либо телекоммуникационные кабели, появляются маленькие, но множественные мини-водовороты.

Новый способ добывания энергии из воды

Они равномерно «рассасываются», но энергия их уходит в том числе в вибрацию подводной части сооружений, тем равномерно её разрушая. Спецы уже издавна бьются над этой неувязкой, разрабатывая гасители колебаний и различные противовесы. И это им – с переменным фуррором – удаётся.

Но учёные из института Мичигана (University of Michigan) под управлением Майкла Берницаса (Michael M. Bernitsas), длительное время изучавшие неспокойный гидродинамический парадокс, решили перевоплотить его из мигрени в источник энергии – оковём преобразования механических колебаний в электричество.

«Около четырёх годов назад меня как будто озарило: а ведь можно извлекать энергию из вибраций! — объясняет доктор Берницас. – Со времён Леонарда да Винчи, который первым следил этот эффект в 1504 году, никто не думал над возможностью его практического использования».

С самооценкой у янки никаких заморочек точно нет. Мысль показалась ему так успешной, что с целью её монетизации он сделал компанию Vortex Hydro Energy.

Стоит признать, что партнёры у Vortex довольно серьёзные — Министерство энергетики (DoE) и Управление военно-морских исследовательских работ США (Office of Naval Research). По последней мере, если судить по инфы, представленной на веб-сайте компании.

Новый способ добывания энергии из воды

Заинтригованность «кандидатурой» военных и особых служб, денно и нощно пекущихся о государственной безопасности, полностью понятна. И даже вероятное падение цен на нефть до «комфортабельного» уровня (а с пиковых значений летом этого года стоимость барреля свалилась более чем вдвое – до $60) – делу не помеха.

Бюджеты-то уже освоены. Ну и перспективы вправду есть: специалисты из Ассоциации по продвижению морских возобновляемых источников энергии (OREC) подсчитали (PDF-документ), что океанические течения могут обеспечить до 10% каждогодней потребности янки в электроэнергии.

А так как США – четверть мирового употребления, ясно, что «подводные» технологии могут быть довольно животрепещущими и для других государств с протяжённой береговой зоной. В Англии, например, этим уже интенсивно пользуются.

Вообщем говоря, в ближайшее время наблюдается значимая активизация разработок в этой области. Для преобразования механической энергии волн были предложены самые неописуемые схемы: это и «классические» подводные турбины, и ахимедовы буи, и стальные водные растения, и даже такие фантастические сооружения, как австралийский Oceanlinx, спущенный на воду в 2004 году.

Реального фуррора, вобщем, достигнули немногие. Поточнее, это удалось только компании Pelamis Wave Power, которая в конце октября сегодняшнего года ввела в строй первую в мире волновую электрическую станцию мощностью 2,25 мегаватта (этого хватает на 1600 домов) у берегов Португалии. Остальным проектам пока подфартило меньше, и они не продвинулись далее лабораторной либо даже проектной стадии.

Одной из главных заморочек являются естественные ограничения по применению: чтоб подводные мельницы работали, скорость потока должна быть не ниже определённого уровня. Согласно исследованию, размещенному в журнальчике Environmental Health Perspectives, пороговое значение составляет 6 узлов (около 11 км/ч). В то же время скорость большей части морских течений составляет наименее трёх узлов.

Новый способ добывания энергии из воды

Конкретно относительную независимость новейшей технологии от этого принципиального параметра разработчики из Vortex считают своим главным достижением.

«Гидрокинетической энергии много, но забрать её у океана не так просто. Моё устройство позволит это делать при скорости около 1-го узла», — утверждает доктор Берницас.

Макет подводной электростанции представляет собой площадку из цилиндрических колебательных перекладин, расположенных горизонтально и особенным образом закреплённых. Завихрения, возникающие при обтекании, передаются на вертикальные опорные колонны средством вибраций.

Новый способ добывания энергии из воды

Дальше механическая энергия сжатия преобразуется в электричество – при помощи роторного или линейного генератора (в последнем употребляются подвижные магниты).

Такое устройство и обеспечивает бóльшую энергоэффективность в сопоставлении с «прямолинейными» турбинами. К примеру, при скорости течения 3 узла система VIVACE из 1-го кубического метра воды извлекает 50 ватт, в то время как на Pelamis этот показатель составляет 21 ватт. А 1-ые лабораторные тесты были удачно проведены при скорости 1,6 узла (0,8 м/с).

В текущее время инженеры из Vortex работают над увеличением эффективности отдельных компонент системы, в целом полагая, что она «полностью применима к использованию». Вобщем, по воззрению профессионалов из Института исследовательских работ электронной энергии (Electric Power Research Institute), данная разработка пока сыровата и находится «на очень ранешней стадии».

Майкла Берницаса это не смущает, зато озабочивает бюрократия: «Нужно пройти от 20 до 25 разных инстанций, чтоб получить все согласования». Оказывается, работы, связанные с гидросооружениями, в США попадают под очень жёсткое регулирование.

Невзирая на все трудности, америкосы уповают запустить первую рабочую электрическую станцию на реке Детройт уже в 2009 году.

Оригинал статьи на www.membrana.ru