Aaltovoimalaitos: toimintaperiaate

Maailman valtameren vedet peittävät itsensä lukemattomiarikkaudet, joiden pääasiallisena kohteena ovat ehkä rajoittamattomat energialähteet meren aaltojen muodossa. Ensimmäistä kertaa aallot aallon kineettisen energian käyttämisestä ajateltiin Pariisissa 1700-luvulla, jolloin esiteltiin ensimmäisen aallotehtaan patentti. Nyt tekniikka on siirtynyt kauas eteenpäin, ja tutkijoiden yhteisillä ponnisteluilla luotiin ensimmäinen kaupallinen aalto-voimalaitos, jota käytettiin vuonna 2008.

Miksi se on kannattavaa?

Se ei ole salaisuus, että luonnonvaratovat loppujen lopussa. Hiilen, öljyn ja kaasun, tärkeimpien energialähteiden, varat ovat loppumassa. Tutkijoiden eniten optimististen ennusteiden mukaan varastot kestävät 150-300 vuotta elämää. Ydinvoima ei myöskään täyttänyt odotuksia. Suuri teho ja tuottavuus maksaa rakentamisen ja käytön kustannuksista, mutta polkumyynnin aiheuttamat jätteet ja ympäristövahinkojen ongelmat joutuvat pian luopumaan niistä. Näistä syistä tutkijat etsivät uusia vaihtoehtoisia energialähteitä. Tuuli- ja aurinkovoimalat ovat jo toiminnassa. Mutta niiden kaikkien ansioiden mukaan niillä on merkittävä haitta - heikko tehokkuus. Koko väestön tarpeita ei voida vastata. Siksi tarvitaan uusia ratkaisuja.

Sähköntuotanto, aaltoVoimalaitos käyttää aaltojen kineettistä energiaa. Suurin varovaisten arvioiden mukaan tämän potentiaalin arvioidaan olevan 2 miljoonaa megawattia, mikä on verrattavissa 1000: een täyden tehon ydinvoimalaitokseen ja yhden mittarin aallon etuosasta noin 75 kW / m. Samalla ei ole lainkaan haitallisia vaikutuksia ympäristöön.

Yleinen työskentelyjärjestelmä

Aalto-voimalaitoksia kutsutaan kelluvaksiRakenteet, jotka pystyvät muuttamaan aaltoliikkeen mekaanisen energian sähköenergiaksi ja siirtämään sen kuluttajalle. Tällä tavoin yritä käyttää kahta lähdettä:

1. Kineettiset varannot. Meri-akselit kulkevat suuren halkaisijan putken läpi ja pyörivät voimia, jotka lähettävät voiman voimageneraattoriin. Pneumaattista periaatetta käytetään myös - vesi tunkeutuu erityiseen kammioon, syrjäyttää hapen siitä, joka ohjataan kanavajärjestelmää pitkin ja pyörii turbiinien terät.
2. Energiankulutus. Tällöin aallon voimalaitos toimii kellukkeena. Kun liikkuu avaruudessa aaltoprofiilin kanssa, se tekee turbiinin pyöriessä monimutkaisten vipujärjestelmien kautta.

Eri maat käyttävät omia tekniikoitaan muuntaa aaltojen mekaaninen liike sähköksi, mutta niillä on sama toimintatapa.

Aaltovoimalaitosten haitat

Tärkein esteenäAaltovoimaloiden käyttöönotto on niiden kustannus. Meriveden pinnalla tapahtuvan monimutkaisen suunnittelun ja monimutkaisen asennuksen vuoksi tällaisten laitteiden käyttöön liittyvät kustannukset ovat korkeammat kuin ydinvoimalaitoksen tai lämpövoimalaitoksen rakentamisessa.

Lisäksi on olemassa monia muita puutteita,jotka liittyvät lähinnä sosioekonomisten ongelmien syntymiseen. Tosiasia on, että suuret kelluvat asemat aiheuttavat vaaraa ja häiritsevät navigointia ja kalastusta - kelluva aalto voimalaitos voi yksinkertaisesti syrjäyttää miehen kalastusalueilta. On myös mahdollisia ekologisia seurauksia. Laitosten käyttö laukaisee huomattavasti meriakselien, tekee niistä pienempiä eikä salli räjähtää. Samaan aikaan aallot ovat tärkeässä asemassa kaasun vaihdossa, joka puhdistaa sen pinnan. Kaikki tämä voi johtaa siirtymiseen ekologisessa tasapainossa.

Aalto-voimalaitosten positiiviset näkökohdat

Aallon voimalaitoksella on puutteiden lisäksi myös useita etuja, joilla on myönteinen vaikutus ihmisen toimintaan:

• laitokset, koska ne sammuttavat aallon energian, voivat suojella rannikkorakenteita (laitureita, satamia) meren voimasta tuhoamiselta;
• sähköntuotanto tapahtuu vähäisin kustannuksin;
• Korkean aallon teho tekee tuulipuistoista taloudellisesti kannattavampaa kuin tuuli- tai aurinkoenergia.

Energiavarat ovat saatavilla myös maissa, lähinnä joet. Siltojen, lauttojen ja laituripaikkojen asentaminen on mahdollisuuksia tämän sähköntuotannon kehittämiselle.

Ongelmat on ratkaistava

Päätehtävä, joka kohdistuu tieteeseenyhteisö on nyt suunnittelun parannus, joka vähentää sähkön kustannuksia, jotka tuottavat aaltovoimaloita. Toimintaperiaatteen on pysyttävä ennallaan, mutta laitosten luomiseen käytetään uutta teknologiaa ja materiaaleja.

Aallon keskimääräinen teho on 75-85 kW / m -se on tällä alueella, että useimmat kanavat viritetään. Kuitenkin myrskyn aikana merialueiden voima kasvaa useita kertoja ja laitosten tuhoutumisen vaara syntyy. Useampi kuin yksi terä oli ryppyinen tai taivutettu myrskyn jälkeen. Tämän ongelman ratkaisemiseksi tutkijat, jotka käyttävät keinotekoisia menetelmiä, vähentävät aaltojen erityistä voimaa. Yksi ongelmista on se, että aaltoasemien massiivinen käyttö johtaa ilmastonmuutokseen. Sähköenergian tuottaminen tapahtuu maapallon kiertämisen vuoksi (näin muodostuu aaltoja). Asemien jatkuva käyttö aiheuttaa planeettaa pyörimään hitaammin. Henkilö ei tunne eroa, mutta tämä tuhoaa joukon virtauksia, joilla on tärkeä rooli maan lämmönsiirrolla.

Maailman ensimmäinen pilot tuulipuisto

Ensimmäinen aalto-voimalaitos ilmestyi vuonna 1985Norjassa. Sen teho oli 500 kW, ja hän oli prototyyppi. Sen toimintaperiaate perustuu sykliseen puristukseen ja ympäristön laajenemiseen:

• sylinteri, jossa on avoin pohja, upotetaan veteen siten, että sen reuna on aallon kourun alapuolella - sen alhaisin piste;
• Ajoittain saapuva vesi pakkaa ilman sisäiseen onteloon;
• kun tietty paine saavutetaan, avautuu venttiili, joka antaa turbiinin paineistetun hapen kulun.

Tällainen voimalaitos tuotti 500 kW energiaa, joten se riittäisi vahvistamaan niiden kehityksen kannalta oleellisten laitosten tehokkuutta.

Maailman ensimmäinen teollisuusvoimala

Maailman ensimmäinen teollisen mittakaavan asennusSe katsotaan Oceanlinxin alueella Port Campbellin veden alueella Australiassa. Se otettiin käyttöön vuonna 2005, mutta se lähetettiin jälleenrakennukseen ja vuonna 2009 se sai ansaitun, minkä vuoksi sekä vuorovesi- että aallon voimalaitoksia käytetään tällä alueella. Sen toimintaperiaate on seuraava:

1. Aallot joutuvat ajoittain erityisiin kammioihin aiheuttaen ilman kutistumisen.
2. Kun kriittinen paine saavutetaan, paineilmaa pyörii kanavaverkon kautta.
3. Aaltojen liikkeen ja voiman keräämiseksi turbiinin siivet muuttavat kallistuskulmaa.

Laitoksen teho oli noin 450 kW, vaikka jokaisen aseman osa pystyy tuottamaan 100 kWh - 1,5 MWh sähköä.

Maailman ensimmäinen kaupallinen tuulipuisto

Ensimmäisen aallon voimalaitoksen kaupallinenNimitys tehtiin vuonna 2008 Agusadorassa Portugalissa. Lisäksi se on ensimmäinen asennus maailmassa, joka käyttää suoraan aallon mekaanista energiaa. Projekti valmisteli englantilainen Pelamis Wave Power -yhtiö.

Rakenteen rakenne sisältää useita osioita,jotka vapautetaan ja nostetaan yhdessä aaltoprofiilin kanssa. Oksat on kääntyvästi kiinnitetty hydraulijärjestelmään ja kuljettavat sitä liikkeen aikana. Hydraulimekanismi saa generaattorin roottorin pyörimään, minkä vuoksi sähköä syntyy. Käytettävissä Portugalissa, aalto voimalaitoksilla on etuja ja haittoja. Laitoksen etu on suuri kapasiteetti, noin 2,25 megawattia ja lisäosien asennusmahdollisuus. Järjestelmän asentamisen puute on yksi - sähköenergian kulutus kuluttajien kannalta on vaikeaa.

Venäjän ensimmäinen aalto-voimala

Venäjällä ensimmäinen tuulipuisto ilmestyi vuonna 2014Primorye Territory. Hän harjoittaa kehittämistä tutkijajoukko Uralin Federal University ja Tyynenmeren oseanologia instituutti, Feb RAS. Asennus on luonteeltaan kokeellista. Sen ominaisuus on se, että se käyttää ei ainoastaan ​​aaltoja vaan myös vuorovesiä.

Suunnitelmissa on rakentaa MoskovaanTutkimuslaboratorio, joka kehittää ja luo ensimmäisen kotimaisen float-aseman. Ehkä tämän jälkeen aalto-voimalaitoksilla Venäjällä on myös teollinen tai kaupallinen tarkoitus.