Энергия волн

Обрушивающиеся на морское побережье волны уже в давние времена заставляли людей задумываться об использовании их энергии. Мощность морской волны высотой 30 м оценивается в 70 тыс. кВт на каждый метр береговой линии, 6-метровой волны – около 2000 кВт и метровой волны – 54 кВт.

Первый патент на использование энергии морских волн был выдан в 1799 г. во Франции. Первая волновая установка для накачки воды в водонапорную башню начала работать в 1899 г. в США. В качестве приемников волновой энергии в ней использовались вертикально подвешенные плоские пластины, которые раскачивались волнами. Оси качающихся пластин соединялись посредством шатунов с поршнем насоса, нагнетавшего воду.

Теоретический к.п.д. такого устройства составляет 40…50%, действительный – 25…30%.

В 1941 г. в СССР была построена волновая электроустановка, принцип работы которой поясняет рисунок 62.

Турбина

Волновой напор

Рабочий

напор

Средний

уровень

моря

Рис. 62. Стационарная волновая электростанция

Набегающая волна поднимается вверх по наклонному лотку и стекает в воронку, откуда постоянным потоком течет через низконапорную гидротурбину, соединенную с электрогенератором. Мощность установки зависит от средней амплитуды волны.

Береговые волновые электростанции имеют хорошие перспективы. Они экологически чисты, не потребляют топлива, поддаются автоматизации и не требуют сложной системы обслуживания. Кроме того, лотки для набегающей волны защищают берега от разрушения.

В США и Японии опробована конструкция пневматического типа (рис. 63):

Воздушная Турбо- Поток

турбина генератор воздуха

Воздуш-

~ ~ ный

клапан

Рис. 63. Двухкамерная пневматическая волновая электростанция

Вся система неподвижно закреплена с помощью якорей. При подъеме воды во время прохождения гребня волны воздух во внутренней полости сжимается и заставляет вращаться лопасти воздушной турбины с генератором. Благодаря системе клапанов характер воздушного потока, проходящего через турбину, не меняется при движении волны как вверх, так и вниз.

Существуют предложения сооружать особого рода плавающие конструкции, которые при прохождении волн должны либо качаться друг относительно друга, либо иметь шарнирную конструкцию, позволяющую одной части подниматься и опускаться вслед за волной, а другой – оставаться неподвижной. Относительные смещения элементов конструкций можно использовать для прокачки воды или воздуха через турбины, соединенные с электрогенераторами. Пример конструкции типа «нырок» показан на рис. 64.

Поплавок Генератор Неподвижный элемент

Рис. 64. Плавающая шарнирная конструкция типа «нырок»