Войти
Колеблющийся водный столб (OWC) - это тип преобразователя волновой энергии (WEC), который использует энергию колебаний морская вода внутри камеры или полости, вызванная действием волн. ВНК показали себя многообещающими как возобновляемый источник энергии с низким воздействием на окружающую среду. Из-за этого несколько компаний работали над созданием все более эффективных моделей OWC. OWC - это устройства с полупогруженной камерой или полостью, открытой в море внизу, сохраняя воздушный карман над столбом воды. Волны заставляют колонну действовать как поршень, перемещаясь вверх и вниз, выталкивая воздух из камеры и обратно в нее. Это непрерывное движение вызывает двунаправленный поток высокоскоростного воздуха, который направляется через вал отбора мощности (ВОМ). Система ВОМ преобразует воздушный поток в энергию. В моделях, которые преобразуют воздушный поток в электричество, система отбора мощности состоит из двунаправленной турбины. Это означает, что турбина всегда вращается в одном направлении независимо от направления воздушного потока, что позволяет непрерывно генерировать энергию. Как коллекторная камера, так и системы ВОМ будут объяснены далее в разделе «Основные компоненты OWC».
Система отбора мощности - это второй основной компонент устройства OWC. Он преобразует пневматическую энергию в желаемый источник энергии (например, звук или электричество). Конструкция системы ВОМ очень важна для эффективности Колеблющейся водяной колонны. Он должен иметь возможность преобразовывать воздушный поток, выходящий из сборной камеры и поступающий в нее, в энергию. Турбины, обеспечивающие это, называются двунаправленными турбинами.
Рисунок 1 Турбина Уэллса, спроектированная в конце 1970-х профессором Аланом Артуром Уэллсом в Королевском университете в Белфасте - это двунаправленная турбина, в которой используются симметричные профили (см. рис. 1). Крылья будут вращаться в одном и том же направлении независимо от направления воздушного потока. Турбина Уэллса имеет как преимущества, так и недостатки. У него нет движущихся частей, кроме ротора главной турбины, что упрощает обслуживание и делает его более экономичным. Однако он приносит в жертву некоторую эффективность при высоких скоростях воздушного потока, поскольку большой угол атаки аэродинамического профиля создает большее лобовое сопротивление. Угол атаки - это количество градусов, на которое профиль не параллелен воздушному потоку. Турбины для скважин наиболее эффективны при низкоскоростных воздушных потоках.
Hanna Turbine [2] U.S. патент 8 358 026, был изобретен активистом-защитником окружающей среды в 2009 году. Турбина Hanna была разработана для улучшения новаторской турбины Wells. Как и в случае с Wells, у устройства Hanna нет движущихся частей, которые непосредственно контактируют с океаном. Турбина имеет два ротора с расположенными друг к другу асимметричными крыльями. Оба ротора являются зеркальными отображениями с небольшими углами атаки. Крылья имеют более высокий коэффициент подъемной силы и меньшее лобовое сопротивление, чем у Wells Turbine. Это делает конструкцию Hanna менее склонной к срыву и обеспечивает больший крутящий момент с большим рабочим окном. Конструкция Hanna также приводит в действие два генератора, которые работают вне закрытого воздуховода в относительно сухой среде. Это позволяет легко обслуживать генераторы.
Самое раннее использование качающихся водяных столбов было в свистящих буях. Эти буи использовали давление воздуха, создаваемое в сборной камере, для питания системы отбора мощности, которая состояла из свистка или туманного рожка. Вместо того, чтобы производить электричество, ВОМ будет издавать звук, позволяя бую предупреждать лодки об опасной воде. Дж. М. Кортни запатентовала одну из этих конструкций свистящих буев. В 1885 году Scientific American сообщил, что 34 из свистящих буев действовали на побережье США.
Следующее крупное нововведение произошло в 1947 году, когда Йошио Масуда, японский военно-морской командир, сконструировал OWC. навигационный буй с турбинным ВОМ. Система ВОМ вырабатывала электричество, которое заряжало аккумуляторы буя, что позволяло ему работать с минимальным обслуживанием. Это был первый случай использования ВНК для выработки электроэнергии. Буй имел небольшую мощность 70-500 Вт и находился в заливе Осака.
Открыт в В 2001 году эта электростанция OWC вырабатывает 500 кВт с одной турбиной Wells диаметром 2,6 метра. Турбина соединена с коллекторной камерой, состоящей из 3 соединенных между собой трубок размером 6x6 метров. LIMPET был построен на твердой скальной береговой линии острова Айлей. Эта электростанция была построена Королевским университетом Белфаста в партнерстве с Wavegen Ireland Ltd.
Эта электростанция OWC, открытая в 2011 году, может вырабатывать около 300 кВт при надлежащих условиях (достаточно для мощность 250 домов) с его турбинами 16 скважин. Турбины были предоставлены компанией Voith, специализирующейся на гидроэнергетических технологиях и производстве. Коллекторные камеры и турбины размещены в волноломе. Волнорезы - это искусственные стены (построенные на море), которые блокируют береговую линию от волновой активности (часто используются вокруг гаваней). Каждая турбина имеет собственную коллекторную камеру, размеры камер 4,5 м в ширину, 3,1 м в глубину и 10 м в высоту. Это был первый случай использования нескольких турбин на одной установке.
Буй OE, который в настоящее время разрабатывается OceanEnergy, был успешно испытан в 2006 году с использованием 28-тонная модель в масштабе 1: 4 пришвартована у берегов Ирландии. Буй OE предназначен для постановки на якорь вдали от берега на большой глубине, где штормы вызывают волновую активность. Он приводится в действие турбиной Wells, и, по результатам трехмесячных испытаний, ожидается, что полномасштабные буи OE будут выдавать примерно 500 МВт. Буи OE собираются на суше, а затем доставляются лодкой в места с оптимальным энергоснабжением.
Колеблющиеся водяные колонны не имеют движущихся частей в воде и поэтому не представляют большой опасности для морской жизни. Морские ВНК могут даже поддерживать морскую жизнь, создавая искусственный риф. Наибольшее беспокойство вызывает то, что ВНК вызывают слишком сильное шумовое загрязнение и могут нанести ущерб естественной красоте морского пейзажа. Обе эти проблемы можно решить, переместив OWC подальше от берега.
.
12. Hanna WETGEN (генератор волновой энергии)
