V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

На Дальнем Востоке в связи с большими транспортными расходами стоимость выработки электроэнергии превышает среднемировой показатель в 5 – 6 раз. Между тем здесь имеется огромный потенциал для развития экологически чистой энергетики на возобновляемых источниках. Для отдалённых прибрежных районов предлагаются электростанции небольшой мощности, использующие энергию морских волн.

Рассматривается волновой преобразователь в виде качающейся на волнах пластины (створки), шарнирно закрепленной в нижней части - Oscillating wave surge converter (OWSC). Модель преобразователя представлена на рисунке 1. Её основным элементом является шарнирно закреплённая пластина (створка) 1, подверженная воздействию волн. Отбор энергии волн осуществляется преобразователем 2. Упругие связи 3 прикреплены к качающейся пластине и к неподвижному фундаменту 4. Они, вместе с поплавком 5, обеспечивают возвращение пластины в вертикальное положение после наката волны. Устройство отбора мощности 2 передаёт энергию на генератор электрического тока.

Рисунок 1 – Модель преобразователя энергии волн

Большинство известных волновых электростанций ориентировано на довольно крупные волны. Цель данного проекта состоит в создании малых установок (с высотой створок до 2 м) и повышении их эффективности на малых волнах (высотой до 0,5 – 1 м), что позволит их применять на большой части побережья и без длительных перебоев в работе.

В аналогичной установке «Oyster» возврат рабочего органа (створки) в вертикальное положение обеспечивается громоздкими цилиндрическими поплавками. В предлагаемом нами проекте восстанавливающий момент обеспечивается эластичными (резиновыми или пружинными) элементами с возможностью настройки их жёсткости на оптимальный режим работы. Это позволяет повысить также гидродинамическое качество створки.

Работы по проекту преобразователя ведутся с 2010 года. За этот период времени разработана математическая модель [1], программа расчёта гидродинамики и создана экспериментальная модель преобразователя. Выполнены расчёты для различных соотношений параметров системы, а также проведены эксперименты с моделью на нерегулярном волнении в естественной акватории [2]. Сопоставление результатов расчётов и экспериментов показало их близкое соответствие. Выполнен анализ эффективности преобразователя (рисунок 2).

Рисунок 2 – Зависимость к.п.д. модели установки от частоты волн и жёсткости эластичных элементов

ЛИТЕРАТУРА

1. Чижиумов С.Д. Преобразование энергии морских волн // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре гос. технического университета. 2010. №3. с. 16-24.

2. Chizhiumov S.D., Kamenskih I.V. The Models of Sea Waves Energy Converters // The Tenth ISOPE Pacific-Asia Offshore Mechanics Symposium (PACOMS 2012), Vladivostok, Russia, October 3-5, 2012.

Код для цитирования: Скопировать