Недавно в сети на многих новостных порталах появилось сообщение о создании нового преобразователя энергии морской волны похожего на гигантского морского змея, который так и называется "Анаконда". Впечатляющий ролик и смотрится с интересом.
К сожалению, авторы не дают расчетов и не совсем ясен принцип возникновения силового сгустка движущегося вдоль трубы, но тем не менее нет никаких оснований сомневаться в полезности разработок и предполагаемых параметров установки.
Наиболее ценным в данном случае является тот факт, что энергия океана все чаще освещается в СМИ, хотя и по поводу зарубежных работ.
Если рассматривать эффективность преобразования то похоже, что она к сожалению не очень высокая. Как показывают расчеты концентрация энергии морской волны почти в шесть раз выше чем энергия ветра, который поднимает эту волну и составляет около 4000Вт/м2 в среднем по океану.
Действительно, приходящаяся на единичную поверхность потенциальная энергия ветра вычисляется по формуле:
E=mV²/2=rSV³/2 кгм
где:
r -плотность воздуха (0,13кг сек²/м^4 )
S-площадь поперечного сечения (1м²)
V-скорость ветра (в среднем 10м/сек)
Приходящуюся на единичную поверхность потенциальную энергию морской волны в течение периода можно вычислить по формуле:
E=mgH=2rSgA² кгм
Средняя мощность при этом составит
P=E/t кгм/сек
где:
r -плотность воды (102кг сек²/м^4 )
S-площадь поперечного сечения (1м²)
H-высота волны
А- амплитуда волны в метрах A=H/2
g- ускорение силы тяжести (9,8 м/сек²)
t- период волны (сек)
Данные наблюдений морского волнения дают следующие средние значения:
- при скорости ветра 10 м/сек, в открытом море поднимается волна
высотой около 2-х метров;
-скорость волны составляет 0,8 от скорости ветра;
-длина волны в 20 раз превышает высоту волны.
При высоте волны 2 метра:
V=8м/сек,
L=40м,
t=L/Vволн=40/8=5сек.
Подставляя значения, получим:
Энергетический потенциал ветра на 1м ²
вертикальной поверхности
при скорости 10м/сек ………………………… ……650 Вт/ м²
энергетический потенциал 1м²
горизонтальной морской поверхности при
высоте волны 2м………………………………….. 4000Вт/м²
Т.е. через единичную площадь воздействия энергоносителя, морская волна почти в 6 раз эффективней ветра.
На основе патента РФ № 69568 спроектирован мобильный преобразователь энергии волн "Морской утюг"
Сайт:
www.watervigorous.com/v1.html
www.watervigorous.com/v2.html
Он выполнен в виде гигантского поршневого компрессора. Вертикально установленные пластиковые трубы являются его цилиндрами, а в качестве поршней используется морская вода.
Энергия волн преобразуется в сжатый воздух, который крутит турбину и винты.
Параметры труб при средней волне в 2 метра составляют:
диаметр 5м
высота 2,5 м.
Оптимальный КПД установки порядка 50 процентов.
В пересчете на 200 метровую пластиковую
трубу общим сечением 40 метров
получим для установки "Морской утюг"…. 6,4 МВт
или 50% энергетического
потенциала волн
В стационарном преобразователе "Анаконда"
резиновая труба сечением около 40м²
длиной 200м вырабатывает ………………1 МВт.
или менее 10% энергетического
потенциала волн
Учитывая, что они работают под водой можно предположить, что расчетная высота волны никак не ниже двух метров. Однако, если судить по заявленному диаметру и амплитуде колебаний представленных в ролике, можно предположить что высота волн не менее 10 метров.
Преобразователь энергии морских волн аналогичное устройству "Анаконда" можно построить на основе патентов РФ №№ 53374, 58612 представляющих собой реактивную установку совместно с дополнительным электрогенератором на выходе.
В этом случае устройство может находиться как на поверхности воды, так и на небольшом заглублении и работать в стационарном или и в мобильном режиме.
При оснащении дополнительным оборудованием, будучи энергонезависимым, устройство будет способно в автоматическом режиме проводить измерения параметров окружающей среды на всей ауватории Мирового Океана используя энергию морских волн. Данные могут быть получены как с поверхности, так и с глубины не менее 1000м с передачей данных через спутник.
Аналогичный зонд испытанный 29.10.2009г. в США способен работать только на акватории Тропического океана на глубинах до 500м используя тепловую энергию океана
Принцип работы следующий:
Вокруг длинного корпуса во время волнения возникает переменное давление и вода через боковые однонаправленные клапана проникает внутрь, а через торцевой клапан выливается из трубы. В результате возникает направленный поток, который вращает электрогенератор и создает реактивную тягу.
Учитывая, что корпус предполагается в жестком исполнении то и ожидаемый КПД преобразования может быть значительно выше, чем у Анаконды.
Предлагается организовать регату на судах с разными движителями использующих энергию ветра и волн, например, вокруг Антарктиды по Гремящим сороковым, где и того и другого предостаточно. Причем гонки можно проводить в обоих направлениях как с запада на восток, так и с востока на запад.
Установка электротяги на бортовых аккумуляторах допустимо. Габариты не ограничены.
Такие соревнования, будучи интересными сами по себе, помогут отработать технику освоения возобновляемых ресурсов.
АНАКОНДА
Альтернативные источники энергии становятся все более привлекательными, и уже возникает необходимость приступать к инженерным разработкам силового оборудования по их освоению.
Энергонезависимый автоматический зонд США
Энергонезависимый автоматический зонд
(проект РФ
рабочая акватория -морская акватория свободная ото льда
глубина погружения- не менее 1000м )
(октябрь 2009г. морские испытания.
рабочая акватория -Тропический океан
глубина погружения -500м)
Ф О Р М У Л А 1-2
