Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

"Энергетика и промышленность России" - избранные материалы

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 1.155 RSS
←   Август 2005   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://www.eprussia.ru
Открыта: 02-03-2002

Автор
Энергетика и промышленность России

Статистика

1.155 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Гигаватты - от морских волн и ветра


Информационный Канал Subscribe.Ru

Энергетика и промышленность России - избранные материалы.
ВЫПУСК 151.


Гигаватты - от морских волн и ветра

Сегодня в рамках конкурса «Новые промышленные технологии: разработки и исследования» мы представляем материал кандидата физико-математических наук А. Н. Русецкого.

Автор задался целью получения дешевой (в несколько раз по сравнению с традиционными способами) полезной энергии путем промышленного освоения практически не используемого сейчас экологически чистого и возобновляющегося энергоресурса - энергии морских и океанских волн, а также ветра и солнечного излучения в качестве дополнительных источников.

Для решения этой задачи была разработана простая, надежная и высокопроизводительная поплавковая установка модульного типа. Установка в различных вариантах исполнения и функционального назначения защищена патентом РФ на группу 25 изобретений «Способ утилизации энергии возобновляющихся источников и модуль энергостанции мощностью до мегаватт для его осуществления» (патент № 2150021, май 2000 г.).

Серийных и даже экспериментальных аналогичных установок поплавкового типа в мире нет, но есть множество патентов, которые в большей или меньшей степени являются аналогами. Однако они существенно менее рентабельны. В мире сегодня есть 3 организации (в Японии, Великобритании и в Португалии), которые реально продвигаются в разработках волновых энергоустановок и имеют экспериментальные образцы, но все они используют в качестве технической основы принцип создания воздушного потока для вращения турбины путем вытеснения либо засасывания воздуха из резервуара при набегании или при спаде волны. Это громоздкие сооружения, рассчитанные только на крупные волны гладкой океанской зыби высотой 2-3 и более метров. КПД их невысок.

Предлагаемая же автором волновая установка является простой, быстрособираемой из серийных комплектующих каркасной конструкцией из стальных труб и металлопроката, с крупными поплавками размером с легковой автомобиль и очень простым механическим энергопреобразователем. Она способна работать как при малых волнах (от 0, 2-0,4 м), так и при штормовых волнах любой интенсивности - до 15 и более метров высотой. Полезная энергия на выходе будет пропорциональна квадрату высоты волны.

Волновые установки могут быть поплавкового типа с использованием гибких связей и преобразователей движения с механизмами одностороннего вращения либо построены по типу «осциллирующих водяных колонн» (OWC) с пневматическим приводом воздушной турбины. В поплавковой установке автора используется множество поплавков, колеблющихся при волнении водной поверхности вверх и вниз относительно опоры. При этом поплавки посредством гибких связей с грузами натяжения и преобразовательного механизма соединяют с валом отбора мощности. Механическую энергию от вращения утилизируют. В качестве опоры используют жесткий, объемный каркас. Возможны прибрежные и плавающие варианты исполнения установки.

В результате задача получения от волн промышленно значимых мощностей порядка МВт и ГВт сводится к тому, чтобы создать прочный плавучий каркас-остров модульного типа с сотнями крупных поплавков (на рычагах) размером с автобус и больше. Конструкция должна быть выполнена таким образом, чтобы силовые несущие элементы, т.е. собственно несущий каркас, по возможности были максимально «прозрачными» для прохождения волн и не вызывали бы гашения их и рассеяния. Размеры установки могут составить, например, 250х300 метров, высотой порядка 30-60 м.

Автор предлагает свою оригинальную конструкцию в виде плавающего «острова». На таком «острове» могут быть размещены любые производства, требующие больших энергозатрат.

Плавучесть таких установок предлагается обеспечивать путем использования в основании каркаса параллельно установленных (с промежутками для размещения рабочих поплавков на рычагах) стальных труб диаметром от 1 до 3 метров, заваренных с торцов и заполненных через технологические отверстия пенопластом в качестве герметика. Даже при появлении трещин или сквозной коррозии стенок труб такие понтоны останутся на плаву. Для минимизации паразитного гашения волн установку необходимо установить таким образом, чтобы все трубы-понтоны были ориентированы вдоль направления распространения волн.

В авторской конструкции поплавки представляют собой стальные конструкции, форма которых близка к форме прямоугольного параллелепипеда, - это жесткий каркас, обшитый стальным листом. Поплавки также заполняются пенопластом. Их крепят к жесткому валу (возможны и другие схемы подвески поплавков), имеющему возможность вращения в подшипниках относительно каркаса. Важным моментом является то, что собственный вес поплавков уравновешен с помощью балансировочных грузов противовесов относительно оси вращения. Вследствие этого даже небольшая волна высотой от 0,2-0,4 м уже будет вызывать колебательные движения поплавка относительно каркаса и с помощью преобразовательного механизма вращать вал отбора мощности, т.е. совершать полезную работу. Выходная мощность при этом будет, разумеется, во много раз ниже, чем при крупных многометровых волнах.

При высоте волн океанской зыби 10 м (это не редкость в районах Японии или Камчатки, а также Баренцева и Северного морей, а также в Атлантике) такая установка способна давать до ГВт мощности, что по ценам Японии ($0,15/кВт-ч) даст за сутки работы прибыль в виде произведенной электроэнергии в $3600000. Стоимость разработанной автором гигантской установки указанных выше размеров - «плавучего острова» - порядка $35000000. Расчетная самоокупаемость - 10 дней эксплуатации в штормовых условиях при амплитуде волн 10 м. Таким образом, по среднемировым ценам ($0,1/кВт-ч) установка окупится при десятиметровых волнах - за 2 недели, а при трехметровых волнах - за 5 месяцев.

Просмотрев сотни патентов по данной теме, автор статьи обратил внимание на абсолютное отсутствие во всех этих материалах расчетов мощностей предлагаемых волновых энергоустановок. Если учесть непостоянство интенсивности и непредсказуемость волн как природного явления, а также высокую стоимость работ на море или на прибрежном шельфе, становится понятно, почему данный вид энергии до сих пор не вошел в практику. Слишком большой финансовый риск, и непонятно, какие выходные параметры волновых энергостанций при этом удастся получить.

Поэтому, разрабатывая собственный подход к вопросу обуздания энергии морских волн, автор исходил в первую очередь из рентабельности будущей энергоустановки, из критериев снижения ее себестоимости, простоты изготовления деталей, монтажа и эксплуатации.

Вариантов полезного использования новой разработки много – электростанция, например, может использоваться как «кафе-ресторан» или гостиница на воде с автономным энергообеспечением от волн, для подогрева воды в бассейнах зимой, для обогрева жилищ. Крупные установки можно использовать как нефтяные платформы и нефтезаводы, рыбозаводы, авианосцы, плавучие доки, опреснительные и насосные станции, в том числе - и для приморских гидроаккумулирующих электростанций (постройка водохранилища на высоком берегу моря и закачка туда воды с помощью насосов, а затем использование этой воды для работы обычной гидротубины).

С использованием прибрежных волновых энергоустановок можно организовать работу зарядно-аккумуляторных станций для экологичного городского и курортного электротранспорта.

Кроме того, крупные установки могут служить попутно волногасителями, волноломами, поглощая энергию волн на выполнение полезной работы, - для многих регионов это довольно актуально, особенно для курортов и приморских городов и портов.
Реальна постройка станции размером в несколько гектаров с получением гигаватт мощности и прибылью 300-1000 долларов за каждый период крупной океанской волны, т.е. за каждые 10-12 секунд! За 1 час такого «волнения» прибыль может составить до полумиллиона долларов. При этом цена самой станции составит всего 40-50 млн. долларов!

Одна-две такие платформы могли бы обеспечить энергией Камчатку или Сахалин либо Мурманскую или Калининградскую область.

Поскольку при реализации проекта можно получать в промышленных масштабах водород и использовать его как обычное газообразное топливо и для теплоэлектростанций, и для работы транспортных средств, то заинтересованными потребителями можно считать огромное число людей во всем мире. Водород с кислородом, например, можно использовать для резки корпусов старых кораблей на морских свалках.

Можно производить энергоустановки и продавать как товар. Можно эксплуатировать установки и продавать электроэнергию, водород и кислород (газообразный или сжиженный), продавать опресненную воду для прибрежных потребителей и предприятий сельского хозяйства.

А. Н. Русецкий, канд. физ-мат. наук

В 152 выпуске читайте: Опыт промышленного внедрения чистой угольной технологии кипящего слоя на водоугольном топливе

С вопросами и предложениями обращайтесь по адресу ep@eprussia.ru

Подписаться на печатную (бумажную) версию газеты "Энергетика и промышленность России" (периодичность - раз в месяц, объем - 32-64 полосы) можно ЗДЕСЬ. Ознакомительный экземпляр высылается бесплатно.

С расценками на размещение рекламы в газете "Энергетика и промышленность России" и на сайте www.eprussia.ru можно ознакомиться ЗДЕСЬ.

 

Открыт книжный магазин

Информационный портал "Энергетика и промышленность России" сообщает об открытии книжного магазина для энергетиков.

Перейти в магазин»

Доска объявлений

На нашем сайте открыта доска объявлений для предприятий, работающих в промышленно-энергетических отраслях.

Перейти в раздел "Доска объявлений"»

Ваши новости на нашем сайте

Уважаемые господа! Информационный портал Энергетика и промышленность России предоставляет вам новую возможность для своевременного распространения информации о деятельности ваших предприятий!
В разделе сайта "Новости компаний" вы можете САМОСТОЯТЕЛЬНО размещать пресс-релизы ваших компаний.

Подробнее»

Каталог интернет-ресурсов

На нашем сайте действует каталог интернет-сайтов компаний топливно-энергетического комплекса и тяжелой промышленности - EPR-Каталог.

Перейти в каталог»

Subscribe.Ru
Поддержка подписчиков
Другие рассылки этой тематики
Другие рассылки этого автора 		Подписан адрес:
Код этой рассылки: media.news.press.epr 		Отписаться
Вспомнить пароль
В избранное