Научно техническая платформа устойчивого развития и недостающая опора
Предлагаемые технические решения направлены в основном на освоение тепловой энергии океана, энергии морских волн, созданию газоподпорного композита и созданию объемных роторных машин.
Устранение недостатков в работе силовых объектов морской энергетики заключается в конструктивных изменениях используемых схем.
Новые схемы предусматривают глубинную установку конденсатора тепловой машины, применение реактивного и многотрубного преобразования энергии морских волн и значительного снижения веса элементов конструкции.
При этом снижение веса элементов конструкции достигается путем использования газоподпорного материала, в котором сжатый газ, заполняющий тонкие трубки и стеклянные микросферы, служит в качестве твердого наполнителя.
Снижение веса достигается так же применением объемных роторных машин, отличающихся высокими оборотами, незначительными тепловыми потерями на трение и высокими массогабаритными характеристиками.
Обеспечив тем самым высокую эффективность работы объектов морской энергетики, можно выйти на новый качественный уровень, т.е. на уровень реальных работ по освоению энергии океана и его акватории.
Освоение энергии океана и его акватории, наряду с научно техническими достижениями прошлого, освоением околоземного пространства и освоением информационных технологий, стартовавших в последние десятилетия, могут стать платформой устойчивого развития будущего на Планете.
Рассматривая современные возможности и учитывая растущий дефицит энергоносителей и постепенное стеснение жизненного пространства ведущих к дальнейшей дестабилизации, видно, что для устойчивого развития нашего мира у воображаемой платформы не хватает опоры способной предоставить энергетические ресурсы и комфортный жизненный простор.
По своему потенциалу Мировой океан способен стать поставщиком энергии, минерального и биологического сырья практически в неограниченных объемах и предоставить комфортные условиях проживания в тропических широтах большей части населения Земли и тем самым занять место этой недостающей опоры.
В последнее время зеленная энергетика, как иногда называют возобновляемые источники энергии (ВИЭ), ускоряет свое развитие, поскольку ряд стран, наконец-то, стали выделять значительные средства на освоение солнечной энергии. Помимо этого повышается эффективность агрегатов ветроэнергетики и солнечных батарей, представляющих на сегодняшний день ее основу.
Однако, низкая концентрация энергии присущая этим источникам требует отчуждения обширных территорий со специфическими условиями, аренда которых обходится слишком дорого. К сожалению, это сказывается негативно на конкурентные возможности ВИЭ и существенно ограничивает создание крупных энергетических объектов.
Для плавного перехода от традиционных энергоносителей обладающих ограниченными ресурсами и вредным влиянием на среду обитания, к стабильному и чистому источнику, мировой промышленности необходимо вводить до 100ГВт установленных мощностей зеленной энергетики ежегодно.
Это позволит в течение 100 лет выйти на уровень 10 000ГВт установленной мощности, что сопоставимо с мощностями современного производства электроэнергии.
Такой скачок в развитии ВИЭ может произойти только с выходом энергодобывающей отрасли в Океан, где нет проблемы с пространством, и имеется достаточно высокая концентрация энергоносителя, позволяющая создавать точечные энергетические объекты от 1 ГВт установленной мощности.
В соответствие с проведенными расчетами в вышеуказанных материалах, концентрация тепловой энергии при термическом коэффициенте e=0,07, существующей в Тропическом океане, составляет около 300 кВт/м³ °С.
Для энергии морских волн, при высоте волны 2м, концентрация энергии составляет порядка 6кВт/м². Резюмируя статьи, изложенные в номерах 9 (49), 12(52), 23-24(139-140) газеты "Энергетика и промышленность России", можно сделать следующие выводы;
Океан является аккумулятором солнечной энергии и его энергетический потенциал многократно превышает потребности современной мировой промышленности;
Научно технические институты промышленно развитых стран способны проектировать тепловые машины и оптимизировать их для работы в морских условиях. То же самое можно сказать и по освоению энергии морских волн способных работать практически на всей водной акватории;
Объекты морской энергетики, разработанные в соответствие с приведенными патентами можно создавать в мобильном исполнении, что обеспечит им высокую динамику эксплуатации.
В качестве несущего материала при создании объектов морской энергетики предполагается использовать газоподпорный композитный материал на основе патента РФ № 65910, содержащий свыше 75% объема сжатый газ, остальные компоненты, стекло металл и связующие смолы в различной пропорции.
Применение композитных материалов обладающих высокой прочностью и малым весом растет с каждым годом, проникая во все сферы промышленного производства. Однако высокая цена полиэфирных смол в значительной степени сдерживает их повсеместное применение.
Предложенный композит с использованием сжатого газа в тонких трубках и микросферах позволяет значительно сократить расход смолы и снизить вес материала при сохранении его прочности.
Безопасность эксплуатации сжатого газа под большим давлением обеспечивается незначительным объемом газа в единичных капсулах обладающих, высоким аэродинамическим сопротивлением.
Одним из основных свойств газоподпорного композитного материала для его использования в создании морских объектов является его удельный вес 0.3-0,9 гр/см³, химическая стойкость и незначительная цена исходных материалов, в виде нейтрального газа и стекла, занимающих практически весь объем.
Блоки, изготовленные из такого материала достаточно прочны от 75кг/см², непотопляемы, способны десятки лет находиться в морской воде и изготовляются в основном из недорогих материалов.
Помимо несущих конструкций важное место в энергетических объектах занимают силовые машины, которые в значительной мере определяют эффективность использования этих объектов.
Основные требования, предъявляемые к силовым машинам, являются КПД, и массогабаритные характеристики. В объектах морской энергетики предполагается использование объемно роторные машины, узлы и детали которых предполагается в основном изготавливать из газоподпорного композита.
Предлагаемые объемно роторные машины (ОРМ) на основе патента №№ 91397, 99064 способны работать на высоких оборотах, практически не имеют трения движущихся деталей и соответственно не имеют тепловых потерь.
Недостатки присущие известным объемным роторным механизмам применяемых в двигателе Ванкеля, выраженные высоким трением ротора, ведущего к повышенному расходу смазки со снижением ресурса и роторно лопастном двигателе Вигриянова выраженные наличием возвратно поступательной составляющей и сложности передачи усилия на выходной вал, в предложенной схеме отсутствуют.
ОРМ является многофункциональной машиной, и с некоторыми доработками может использоваться в виде двигателя, компрессора, насоса и т.д. Более подробно возможности ОРМ и принцип работы изложено в статьях газеты "Энергетика и промышленность России" №№ 23-24(139-140), 1-2 (165-166) и на сайте http://www.b.watervigorous.com
Патентные формулы регистрируются в государственном реестре и по ним выдаются патенты. Основной отличительной особенностью патентного предложения является внесенная новизна, которая предполагает более высокую эффективность относительно прототипа.
В течение нескольких лет на страницах газеты "Энергетика и промышленность России" и журнала "Север промышленный" было опубликовано ряд статей о возможных перспективах реализации технических решений, сформулированных в патентах РФ №№2116465, 38910, 45161, 48586, 48587, 49596, 53374, 53394, 54126, 58612, 58675, 62994, 65910, 69568, 71379, 73067, 86979, 91397, 99064, 99128, 103723.
"ЭНЕРГЕТИКА И ПРОМЫШЛЕННОСТЬ РОССИИ"
"СЕВЕР ПРОМЫШЛЕННЫЙ"
Как заставить работать на себя тепловую энергию океана?
|
сентябрь 2004г.
|
9 (49)
|
Подводная яхта-генератор или как использовать тепловую энергию океана?
|
декабрь 2004 г.
|
12(52)
|
Океан энергии
|
декабрь 2009г.
|
23-24(139-140)
|
Альтернатива двигателю Ванкеля
|
декабрь 2009г
|
23-24(139-140)
|
Кольцо Лаваля
|
март 2010г.
|
6 (146)
|
Особенности роторно- поршневых машин .
|
январь 2011г
|
1-2 (165-166)
|
Сото-паутинная технология строительства
|
июнь 2011г
|
12 (176);
|
Трубки малого диаметра: многоцелевое использование
|
июль 2011г.
|
13-14 (177-178)
|
Альтернативы энергетики
|
2007
|
11 (15)
|
Энергия океанской волны может служить человечеству
|
2008
|
6-7(22-23)
|
Энергия океана: перспективы развития
|
2008
|
12 (28)
|
Практически во всех развитых странах мира, существуют патентные ведомства, где специалисты, представляющие различные области знаний проводят экспертную оценку технических предложений, представляемую гражданами этих стран.