نیروگاه های جزر و مدی و موجی. نیروگاه های موج - نمونه هایی از سه پروژه

امروزه تعداد زیادی منابع مختلف انرژی وجود دارد که مردم از آنها استفاده می کنند. البته زغال سنگ و اصلی ترین آنها محسوب می شوند، اما روزی تمام خواهند شد. متأسفانه برای بسیاری، ذخایر زیادی از این هیدروکربن ها باقی نمانده است. بر اساس محاسبات تقریبی دانشمندان، گاز و نفت در سیاره ما در 50 سال و زغال سنگ در 400-500 سال به پایان می رسد. البته چنین پیش‌بینی‌هایی با در نظر گرفتن این موضوع صورت می‌گیرد که هیچ ذخایر جدیدی کشف نخواهد شد، اما باز هم جای تامل دارد، اگر این اتفاق بیفتد چه می‌شود؟!

البته نیروگاه های موجی که راندمان آن ها از اهمیت قابل توجهی برخوردار است، دارای مزیت های متعددی هستند که آنها را نسبت به هیدروکربن ها امیدوارتر می کند. عامل اصلی را ضریب کارایی می دانند که دارای نرخ های بالایی است. همچنین شایان ذکر است که نیروگاه موج شناور می تواند عملکرد دمپر موج را نیز انجام دهد. به لطف این استفاده، می توان سواحل مخازنی را که جزر و مد قوی دارند، ایمن کرد. امواج همچنین می توانند از مرزهای دریایی ایالت محافظت کنند، اما این نیاز به بهبود جزئی دارد.

ساخت مزرعه بادی

در هنگام ساخت مزرعه بادی برای بدست آوردن انرژی الکتریکی باید عوامل زیر را در نظر گرفت:

• لازم است شاخص های انرژی جنبشی امواج را در نظر بگیرید. هنگامی که آب وارد لوله یک نیروگاه موج می شود، به لوله ای که در داخل آن قرار دارد فشار وارد می کند که به حرکت در می آید و انرژی تولید می کند. همچنین، این فرآیند را می توان با استفاده از فشار، که آب رانده هوا از محفظه توخالی است، انجام داد.
• انرژی حاصل از غلتش سطح. در چنین مواقعی سنسورهای خاصی به نام شناور بر روی سطح آب نصب می شود. آنها پروفایل های هر موج را دنبال می کنند و نوسان را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند.

خوشبختانه، طرح PVPP ساده است، بنابراین نیازی به صرف هزینه زیادی برای ساخت و راه اندازی ندارید، در حالی که راندمان یک نیروگاه جزر و مدی به شما امکان می دهد از آن حتی برای کلان شهرهاساحل

نتیجه

البته مانند سایر روش های جایگزین برای تولید انرژی الکتریکی، این روشبه طور کامل کشف و توسعه نشده است، اما این روند با سرعت بسیار خوبی پیش می رود. تا به امروز، حتی تبدیل نمی تواند به طور مساوی با منابع هیدروکربنی رقابت کند، اما تمام روش های جایگزین باید همچنان مورد بررسی قرار گیرند. روسیه اخیراً شروع به توسعه پروژه ای برای به دست آوردن انرژی از مزارع بادی کرده است، اما این کشور دارای پتانسیل و فرصت های بزرگی است که فقط باید 100 درصد محقق شود.

امروزه منابع اصلی انرژی مواد خام هیدروکربنی - نفت، زغال سنگ، گاز است. بررسی ها نشان می دهد که با نرخ فعلی تولید تا 4 قرن دیگر ذخایر زغال سنگ به اندازه کافی وجود خواهد داشت و ذخایر نفت و گاز به ترتیب در 4 دهه و 6 دهه دیگر تخلیه می شود.

چنین کاهش سریعی در تعداد مواد معدنی مستلزم جستجو برای روش های دیگر تولید انرژی است. امیدوار کننده ترین نوع، نوعی از انرژی آبی مانند موج است.

ساختار یکپارچه ایستگاه های انرژی امواج

ایستگاه انرژی موج سازه ای است که بر روی آب قرار دارد و قادر به تولید انرژی الکتریکی در اثر امواج است. هنگام ساخت آنها، دو شرایط باید در نظر گرفته شود:

انرژی حرکت موج. امواجی که به یک کلکتور دایره ای بزرگ هدایت می شوند، باعث چرخش پره های توربین می شوند و ژنراتور را به کار می اندازند. راه دیگری وجود دارد - موج در یک ظرف باز حرکت می کند، هوای فشرده را جابجا می کند و موتور را مجبور به کار می کند.

انرژی نورد سطحی در اینجا، تولید الکتریسیته به دلیل مبدل ها - شناورهایی که جهت موج را دنبال می کنند، روی صفحه آب اتفاق می افتد.

انواع زیر از این شناورها وجود دارد:

اردک "سالتر" - به معنای تعداد زیادی شناور است که روی یک شفت نصب شده اند. برای اثربخشی بیشتر این نوع شناور، باید تا 30 عدد از آنها را به شفت وصل کنید.

قایق کوکرل ساختاری متشکل از 4 سلول است که توسط یک لولا به هم متصل شده اند که در اثر نیروی امواج حرکت می کنند و دستگاه های سیلندر هیدرولیک را مجبور به کار می کنند و کارکرد ژنراتورها را تضمین می کنند.

مبدل های Pelamis نیز توسط مارهای دریایی آویزان می شوند، قطعات به شکل استوانه به صورت لولایی به هم متصل می شوند و تحت عمل گاوها، "مار" ایجاد شده خم می شود و پیستون های هیدرولیک را مجبور به کار می کند.

مزایا و معایب برق آبی موجی

امروزه تنها 1 درصد از انرژی الکتریکی تولید شده است برق آبیامواج، اما منابع آنها عظیم است. استفاده ناچیز از ایستگاه های انرژی موج با خروجی انرژی گران قیمت توضیح داده می شود.

معایب استفاده از ایستگاه های انرژی موج شرایط خاصی است:

زیست محیطی. تعداد زیادی مبدل موج می تواند آسیب برساند سیستم اکولوژیکیزیرا امواج تاثیر بسزایی بر تبادل گاز اقیانوس و جو و پاکسازی سطح آب از انسداد دارند.

اجتماعی-اقتصادی. انواع خاصی از ژنراتورهای مورد استفاده در برق آبی موجی می تواند به کشتیرانی آسیب برساند. چه چیزی بر کار ماهیگیرانی تأثیر می گذارد که باید مکان های ماهیگیری بزرگ را ترک کنند.

با این حال، نیروگاه های موج، علاوه بر معایب، دارای تعدادی مزایای خاص نیز هستند:

1. ایستگاه ها می توانند به عنوان میراگر موج عمل کنند، به این معنی که می توانند از ساحل در برابر گسل ها و رانش زمین محافظت کنند.
2. می توان ژنراتورهای الکتریکی موج کم توان را بر روی ساختار پل ها، اسکله ها قرار داد و تأثیر آنها را کاهش داد.
3. مزیت قابل توجهی نسبت به انرژی باد؛
4. الکتریسیته تولید شده توسط امواج دریا فر نمی خورد و نیازی به مواد خام هیدروکربنی ندارد که رسوبات آن به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

مهم‌ترین هدف سازندگان ایستگاه‌های انرژی موج، نوسازی ساخت آن به‌گونه‌ای است که هزینه برق تولیدی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

برپایی سرزمینی نیروگاه های موج

از ساخت نیروگاه های موج کم توان برای تامین برق اشیاء کوچک استفاده می شود:

ساختمان های توسط خط ساحلی;

روستاهای کوچک؛

فانوس های دریایی مستقل، شناورها؛

دستگاه های علمی و تحقیقاتی؛

تاسیسات راش.

کشور پرتغال

در منطقه آگوسادورا، در سال 2008، رویداد مهمی در برق آبی رخ داد - برای اولین بار، یک نیروگاه موجی با ظرفیت 2.25 مگاوات شروع به کار کرد. این توسعه توسط شرکت Pelamis Wave از اسکاتلند انجام شد که با پرتغال قراردادی به مبلغ 8 میلیون یورو امضا کرد.

در حال حاضر ایستگاه دارای 3 مبدل از نوع مار است که نیمی از آنها در آب است. طول یک "مار" 120 متر و وزن آن 750 تن است. خود ایستگاه در 5 کیلومتری خط ساحلی قرار دارد و برق را از طریق کابل دریافت می کند. کار برای افزایش توان این ایستگاه موجی به 21 مگاوات با برنامه ریزی برای نصب 25 مبدل اضافی در ایستگاه در حال انجام است که برق 15000 خانه را تامین می کند.

نروژ

ظهور ایستگاه های موج برای اهداف صنعتی در سال 85 قرن بیستم در نروژ ثبت شد.

این ایستگاه یک سازه موج هوایی با ظرفیت تا 500 کیلو وات است. تا پایین ترین لایه سطح آب پایین می آید.

در کشور ما، علاقه به مبدل های موج در دهه 20-30 بوجود آمد. قرن XX. در سال 1935 هموطن بزرگ ما K.E. Tsiolkovsky مقاله "شکن و استخراج انرژی از امواج دریا" را منتشر کرد که در آن نمودارهای شماتیک سه نوع دستگاه را که در حال حاضر به عنوان امیدوار کننده ترین آنها طبقه بندی می شوند، شرح داد. ما به راحتی می‌توانیم آن‌ها (شکل 2.1) را به‌عنوان آنالوگ دستگاه‌های آینده که توسط Masuda، Kaiser، Cockerell ساخته شده‌اند، تشخیص دهیم. دانشمند روسی K.E. Tsiolkovsky معتقد بود که دو سیستم اول اصلی نیستند، اما او در مورد تازگی آخرین - قایق کانتور - شکی نداشت.

برنج. 2.1.

توصیف شده توسط K.E. Tsiolkovsky: a، b - پنوماتیک؛ ج - قایق کانتور.

در دهه 70 قرن گذشته، مدلی از یک قایق موجی در دریای سیاه آزمایش شد. طول آن 12 متر، عرض شناورها 0.4 متر بود. در امواج 0.5 متر ارتفاع و 10 - 15 متر طول، نصب قدرت 150 کیلو وات را توسعه داد. (شکل 2.2)

برنج. 2.2. تجسمی از قایق کانتور کوکرل: 1 - بخش نوسانی. 2 - مبدل; 3 - رانش; 4 - لولا.

آزمایش دقیق آزمایشگاهی مدل مقیاس 100/1 رافت نشان داد که راندمان آن حدود 45 درصد است. این کمتر از "اردک" سالتر است، اما قایق با یک مزیت دیگر جذب می شود: نزدیکی طراحی به کشتی سازی های سنتی.

AT روسیه مدرنپیشرفت‌های زیادی در نیروگاه‌های موج وجود دارد که همه آن‌ها به یک درجه یا دیگری اجرا شده‌اند. یکی از این پروژه ها توسعه مشترک OJSC OceanRusEnergy و Ural است دانشگاه فدرال(UrFU، یکاترینبورگ).

برنج. 2.3.

هنگام ایجاد حرکت موجی در نقاط بالا و پایین گذر موج، آونگ حرکات رفت و برگشتی را انجام می دهد و انرژی پتانسیل را در بهار جمع می کند. هنگامی که شفت ژنراتور می چرخد، یک جریان متناوب تولید می شود. برای ایجاد جریان مستقیم، یکسو کننده های کوچک ارائه می شود (به عنوان مثال، طبق طرح Larionov)، که امکان شارژ باتری (باتری) را فراهم می کند.

طرح تاثیر موج بر روی ریز ماژول شناور میکرو ES موج (VGES) در شکل نشان داده شده است. 2.4.

میکرو ماژول شناور نیروگاه موج

برنج. 2.4

هنگام آزمایش ماژول VHPP، موج موج دریای بارنتز با دوره نوسان موج 1 تا 3.5 ثانیه، میانگین سرعت باد سالانه 7-9 متر بر ثانیه، دامنه نوسان تضمین شده (ارتفاع موج) 20 شبیه سازی شد. مکانیزم لنگ 30 سانتی متری (KShM) با حرکت طولی پیوند نهایی - رانش. KShM چرخش محور موتور را به حرکت رفت و برگشتی رانش تبدیل کرد. به عنوان درایو، یک موتور ناهمزمان با توان P = 1 کیلو وات و سرعت چرخش n0 حداقل 3000 دور در دقیقه انتخاب شد. گیربکس بر اساس ضریب دنده Z=25 انتخاب شد.

استفاده در بررسی حالت های شبیه سازی امواج با دامنه A=20، A=30 و دوره نوسان T=2، 3، 3.5 ثانیه، امکان به دست آوردن مقادیر و ویژگی های الکتریکی لازم برای ارزیابی توان تولیدی و تعیین حالت های بهینه و کارآمد عملکرد VHPP شناور مورد بررسی.

آزمایشات روی پایه در آزمایشگاه انرژی موج مرکز اوراسیا برای RES UrFU انجام شد. نمونه آزمایش شده VHES در شکل نشان داده شده است. 2.5.

برنج. 2.5.

نمونه ای از پارامترهای الکتریکی یک ماژول مولد در جریان مستقیم (DC) در نمودار نشان داده شده است.

نمودار نشانگر قدرت VHPP با دامنه نوسانات 0.2 متر و دوره 1 ثانیه.

نتایج آزمایش‌ها با تقلید امواج با دامنه‌های مختلف و دوره‌های نوسانات موج T نشان داد که توان تولیدی یک ماژول VHES 60-15 وات است. افزایش توان به سطح چند کیلووات با استفاده از چندین میکرو ماژول VGES که در یک خوشه ترکیب شده اند حل می شود (شکل 2.6).

برنج. 2.6.

افزایش بیشتر ظرفیت VHPP به چند ده و صدها کیلووات با مونتاژ قابل پیاده سازی است. بیشترریز ماژول ها به خوشه های RES بر اساس ریز ماژول های موج (شکل 2.7).

برنج. 2.7.

نتیجه

در مورد استفاده مستقیم از برق تولید شده توسط یک ایستگاه موج برای نیازهای اقتصادی، نمی توان آن را به عنوان یک منبع مستقل در نظر گرفت. نوسانات در زمان و مکان، ماهیت فصلی منبع به خودی خود نیاز به مقداری منبع اضافی برق در ذخیره دارد، یا یک نیروگاه موجی را به شبکه برق متصل می کند، که امکان استفاده از منابع شخص ثالث را برای جبران کاهش قدرت به دلیل کاهش امواج و یا در نهایت استفاده از ذخیره انرژی.

مشکل دیگر در ایجاد مبدل های موج، اطمینان از بقای آنها در صورت بارهای شدید موج است که به طور قابل توجهی از شرایط عملیاتی طراحی فراتر می رود. میانگین توان برای اقیانوس اطلس شمالی تقریباً 50 کیلووات بر متر است. در طول یک طوفان شدید، این مقدار می تواند به مقدار 2 مگاوات بر متر در ارتفاع موج 15 متر برسد. کار معمولیدر محدوده توان 50-150 کیلووات بر متر. بنابراین، برای مقاومت در برابر طوفان های متوسط، مبدل های قدرت موج باید قدرت نصب شده به طور قابل توجهی بالاتر از میانگین داشته باشند. این آنها را از طوفان های شدید نجات نمی دهد. چندین گزینه حفاظتی در اینجا وجود دارد. به عنوان مثال، در صورت وقوع چنین طوفانی، مبدل ممکن است دچار سیل شود. گزینه دیگر طراحی مبدل ها به گونه ای است که با افزایش اغتشاش بیش از حد مطلوب، کارایی آنها کاهش یابد. با این حال، در هر صورت، مشکلات جدی در نگهداری، انتقال نیرو و لنگر انداختن به وجود می آید. حتی مشکلات کاملاً جدیدی نیز ایجاد می شود. به عنوان مثال، انکور زدایی یکی از مبدل های نقطه ای می تواند منجر به تخریب دستگاه های مجاور آن شود. پرتاب وسایل اضطراری به خشکی می تواند منجر به خطر تخریب سازه های ساحلی شود.

مشکلات ایجاد انرژی بر اساس تبدیل انرژی موج بسیار زیاد است. غلبه بر آنها به تلاش های بیشتر توسعه دهندگان و دانشمندان نیاز دارد. در حال حاضر حدود 400 شناور ناوبری خودمختار با استفاده از انرژی آب در حال حاضر در جهان فعال هستند. با این حال، در اوایل این قرن، پیش بینی می شود که قدرت حداقل 10 گیگاوات از امواج اقیانوس به دست می آید (ظرفیت نیروگاه کراسنویارسک حدود 12 گیگاوات است).

مزایای انرژی موجشامل این واقعیت است که بسیار متمرکز است، برای تبدیل در دسترس است و در هر زمان بسته به شرایط آب و هوایی قابل پیش بینی است. امواجی که تحت تأثیر باد ایجاد می شوند، پتانسیل انرژی خود را به خوبی حفظ می کنند و در فواصل قابل توجهی منتشر می شوند. به عنوان مثال، امواج بزرگی که به سواحل اروپا می رسد در هنگام طوفان در وسط اقیانوس اطلس و حتی در دریای کارائیب سرچشمه می گیرند.

یک نمودار به شما ارائه می شود مولد موج شومانبر اساس تایمر جهانی NE 555. طراحی ژنراتور ساده است و نیاز به تنظیمات خاصی ندارد. یکی از ویژگی های مدار یک سیم پیچ دو رشته ای چاپ شده است.

از صفحات ویکی پدیا در مورد طنین شومان پدیده شکل گیری نامیده می شود امواج الکترومغناطیسی ایستادهفرکانس های کم و فوق العاده پایین بین سطح زمین و یونوسفر.

این پدیده رزونانس الکترومغناطیسی جهانی به نام فیزیکدان وینفرید اتو شومان نامگذاری شده است که در سال 1952 آن را به صورت ریاضی پیش بینی کرد. تشدید شومان به این دلیل رخ می دهد که فضای بین سطح زمین و یونوسفر به عنوان یک موجبر- تشدید کننده بسته برای فرکانس های کم و فوق العاده پایین امواج کم عمل می کند. اعتقاد بر این است که تخلیه رعد و برق اولیه هستند منبع طبیعیتحریک رزونانس شومان پیک ها به وضوح در فرکانس های تقریباً 8، 14، 20، 26، 32 هرتز مشاهده می شوند.اصلی فرکانس رزونانس شومان - 7.83 هرتز.

در حال حاضر دستگاه های زیادی در بازار وجود دارند که فرکانس های تشدید شومان را تولید می کنند. اعتقاد بر این است که امواج شومان تأثیر مفیدی بر بدن انسان دارد.http://udalov-boris.narod2.ru/volni_shumana_i_mozg/ و همچنین این ژنراتور توسط مردم به عنوان یک "ابجت" اضافی برای سیستم های موسیقی خود برای تقویت ادراک استفاده می شود. قطعه موسیقی. همانطور که یکی از دوستان می گوید، "این کمک می کند تا راحت تر وارد موسیقی شوید"، اما در این مورد، باید با قرار دادن دستگاه آزمایش کنید.

شکل 1 نمودار ژنراتور

تنظیم فرکانس توسط عناصر انجام می شود R1، R2، C 1. بهتر است از مقاومت تیونینگ استفاده کنیدآر 2 با ارزش اسمی 100K. با آن فرکانس روی 7.83 هرتز تنظیم شده است. مقاومت R3- محدود کردن جریان

شکل 2 برد مدار دستگاه

در قسمت پایین سمت راست شکل 2، سیم کشی مدار منبع تغذیه روی دیود زنر 7805.

شکل 3 نمای کلی

شکل 4 دستگاه کامل

آب های اقیانوس جهانی ثروت های ناگفته ای را پنهان می کنند که شاید اصلی ترین آنها منابع انرژی نامحدود به شکل امواج دریا باشد. برای اولین بار، استفاده از انرژی جنبشی شفت هایی که به ساحل می غلتند در قرن 18 در پاریس مورد توجه قرار گرفت، جایی که اولین حق ثبت اختراع برای آسیاب موج ارائه شد. اکنون فناوری قدم های بسیار زیادی برداشته است و اولین نیروگاه موج تجاری با تلاش مشترک دانشمندان ایجاد شد که در سال 2008 شروع به کار کرد.

چرا مفید است؟

بر کسی پوشیده نیست که منابع طبیعیدر آستانه فرسودگی هستند. ذخایر زغال سنگ، نفت و گاز - منابع اصلی انرژی - رو به پایان است. طبق خوش بینانه ترین پیش بینی های دانشمندان، ذخایر برای 150-300 سال زندگی کافی خواهد بود. انرژی هسته ای نیز نتوانست انتظارات را برآورده کند. قدرت بزرگو بهره وری هزینه های ساخت، بهره برداری، اما مشکلات دفع زباله و آسیب را می پردازد محیطبه زودی مجبور به ترک آنها خواهند شد. به همین دلایل، دانشمندان به دنبال نیروگاه های جدید هستند، نیروگاه های بادی و خورشیدی در حال حاضر مشغول به کار هستند. اما با وجود تمام مزایای آنها، آنها یک اشکال قابل توجه دارند - راندمان پایین. برآوردن نیازهای کل جمعیت ممکن نخواهد بود. بنابراین راه حل های جدیدی مورد نیاز است.

یک نیروگاه موجی از انرژی جنبشی امواج برای تولید برق استفاده می کند. طبق محافظه کارانه ترین تخمین ها، این پتانسیل 2 میلیون مگاوات تخمین زده می شود که با 1000 نفر کار می کند. قدرت کاملنیروگاه های هسته ای و یک متر از جبهه موج حدود 75 کیلووات بر متر را تشکیل می دهد. هیچ اثر مضری بر محیط زیست مطلقاً وجود ندارد.

طرح کلی کار

نیروگاه های موجی سازه های شناوری هستند که قادر به تبدیل حرکات موج به انرژی الکتریکی و انتقال آن به مصرف کننده هستند. در انجام این کار، آنها سعی می کنند از دو منبع استفاده کنند:

1. ذخایر جنبشی شفت های دریایی از یک لوله با قطر بزرگ عبور می کنند و تیغه ها را می چرخانند که نیرو را به ژنراتور الکتریکی منتقل می کند. از اصل پنوماتیک نیز استفاده می شود - آب، با نفوذ به یک محفظه خاص، اکسیژن را از آنجا جابجا می کند، که از طریق یک سیستم کانال هدایت می شود و پره های توربین را می چرخاند.
2. انرژی نورد در این حالت نیروگاه موج به عنوان یک شناور عمل می کند. حرکت در فضا همراه با نیمرخ موج، باعث می شود توربین از طریق سیستم پیچیده ای از اهرم ها بچرخد.

کشورهای مختلف از فناوری های خاص خود برای تبدیل حرکت مکانیکی امواج به الکتریسیته استفاده می کنند، اما آنها طرح کلی عمل یکسانی دارند.

معایب نیروگاه های موجی

مانع اصلی برای معرفی گسترده نیروگاه های موجی هزینه آنهاست. با توجه به طراحی پیچیده و نصب پیچیده در سطح آب های دریا، هزینه های راه اندازی این گونه تاسیسات بیشتر از ساخت نیروگاه هسته ای یا نیروگاه حرارتی است.

علاوه بر این، یک سری کاستی های دیگر نیز وجود دارد که عمدتاً با بروز مشکلات اجتماعی-اقتصادی مرتبط است. موضوع این است که ایستگاه های شناور بزرگ خطر ایجاد می کنند و در ناوبری و ماهیگیری دخالت می کنند - یک نیروگاه موج شناور می تواند به سادگی فرد را از مناطق ماهیگیری خارج کند. همچنین پیامدهای زیست محیطی احتمالی وجود دارد. استفاده از تاسیسات به طور قابل توجهی امواج دریا را خاموش می کند، آنها را کوچکتر می کند و از شکستن آنها به ساحل جلوگیری می کند. در این میان امواج نقش مهمی در فرآیند تبادل گاز در اقیانوس دارند و سطح آن را پاکسازی می کنند. همه اینها می تواند منجر به تغییر تعادل اکولوژیکی شود.

جنبه های مثبت نیروگاه های موجی

در کنار معایب، یک نیروگاه موجی دارای تعدادی مزیت است که تأثیر مثبتی بر فعالیت انسان دارد:

• تأسیسات، به دلیل این واقعیت که آنها انرژی موج را خاموش می کنند، می توانند سازه های ساحلی (اسکله ها، بنادر) را از تخریب توسط نیروی اقیانوس محافظت کنند.
• تولید برق با حداقل هزینه انجام می شود.
• قدرت موج بالا مزارع بادی را از نظر اقتصادی مقرون به صرفه تر از نیروگاه های بادی یا خورشیدی می کند.

آب های زمینی، عمدتاً رودخانه ها، نیز دارای ذخایر انرژی هستند. ساخت ایستگاه ها بر روی پل ها، گذرگاه ها، اسکله ها چشم اندازی برای توسعه این منطقه از تولید برق است.

مشکلاتی که باید حل شوند

وظیفه اصلی پیش رو جامعه علمیدر حال حاضر، این بهبود طراحی است که هزینه برق تولید شده توسط نیروگاه های موج را کاهش می دهد. اصل کار باید ثابت بماند، اما از فناوری ها و مواد جدید برای ایجاد تاسیسات استفاده می شود.

میانگین توان موج 75-85 کیلووات بر متر است - این محدوده ای است که اکثر ایستگاه ها روی آن تنظیم می شوند. اما در هنگام طوفان، قدرت امواج دریا چندین برابر می شود و خطر تخریب تاسیسات وجود دارد. در حال حاضر بیش از یک تیغه پس از طوفان مچاله یا خم شده بود. برای حل این مشکل، دانشمندان به طور مصنوعی قدرت ویژه امواج را کاهش می دهند. یکی از مشکلات این است که استفاده گسترده از ایستگاه های موج منجر به تغییر اقلیم می شود. تولید انرژی الکتریکی به دلیل چرخش زمین انجام می شود (اینگونه امواج تشکیل می شوند). استفاده گسترده از ایستگاه ها باعث می شود که سیاره کندتر بچرخد. فرد تفاوت را احساس نمی کند، اما این باعث از بین رفتن تعدادی از جریان ها می شود که نقش مهمی در تبادل حرارت زمین دارند.

اولین مزرعه بادی آزمایشی جهان

اولین نیروگاه موج در سال 1985 در نروژ ظاهر شد. قدرت آن 500 کیلووات بود و خود یک نمونه اولیه بود. اصل عملکرد آن بر اساس فشرده سازی چرخه ای و انبساط محیط است:

• یک استوانه با کف باز در آب غوطه ور می شود به طوری که لبه آن زیر توخالی موج - پایین ترین نقطه آن است.
• آب ورودی دوره ای هوا را در حفره داخلی فشرده می کند.
• با رسیدن به فشار معینی، دریچه ای باز می شود که اجازه عبور اکسیژن فشرده به توربین را می دهد.

چنین نیروگاهی 500 کیلووات انرژی تولید می کرد که برای تایید کارایی تاسیسات کافی بود که به توسعه آنها کمک کرد.

اولین نیروگاه صنعتی جهان

اولین تاسیسات در مقیاس صنعتی جهان Oceanlinx در بندر کمبل در استرالیا است. در سال 2005 به بهره برداری رسید، اما پس از آن برای بازسازی فرستاده شد و در سال 2009 دوباره شروع به کار کرد، به همین دلیل هم اکنون نیروگاه های جزر و مدی و موجی در منطقه مورد استفاده قرار می گیرند. اصل عملکرد آن به شرح زیر است:

1. امواج به طور متناوب وارد محفظه های خاصی می شوند و باعث فشرده شدن هوا می شوند.
2. با رسیدن به فشار بحرانی از طریق شبکه ای از کانال ها ژنراتور می چرخد.
3. برای ثبت حرکت و قدرت امواج، پره های توربین زاویه شیب خود را تغییر می دهند.

توان نیروگاه حدود 450 کیلووات بود، اگرچه هر بخش از ایستگاه قادر به تحویل از 100 کیلووات ساعت تا 1.5 مگاوات ساعت انرژی الکتریکی است.

اولین مزرعه بادی تجاری جهان

اولین نیروگاه موج تجاری در سال 2008 در آگوسادور پرتغال راه اندازی شد. علاوه بر این، این اولین نصب در جهان است که به طور مستقیم از انرژی مکانیکی موج استفاده می کند. این پروژه توسط شرکت انگلیسی Pelamis Wave Power تهیه شده است.

این سازه شامل چندین بخش است که به همراه پروفیل موج آزاد می شوند و بالا می روند. بخش ها به سیستم هیدرولیک متصل می شوند و آن را در حین حرکت فعال می کنند. مکانیسم هیدرولیک باعث چرخش روتور ژنراتور می شود که در نتیجه برق تولید می شود. نیروگاه‌های موجی که در پرتغال استفاده می‌شوند، نکات مثبت و منفی دارند. مزیت نصب، قدرت بالای آن - حدود 2.25 مگاوات، و همچنین امکان نصب بخش های اضافی است. تنها یک اشکال در نصب سیستم وجود دارد - مشکلاتی در مورد سیم برای مصرف کننده وجود دارد.

اولین نیروگاه موج در روسیه

در روسیه، اولین WPP در سال 2014 در Primorsky Krai ظاهر شد. این توسعه توسط تیمی از دانشمندان موسسه اقیانوس شناسی اقیانوس آرام شعبه خاور دور آکادمی علوم روسیه انجام شد. نصب آزمایشی است. ویژگی آن این است که از انرژی نه تنها امواج، بلکه جزر و مد نیز استفاده می کند.

قرار است یک آزمایشگاه تحقیقاتی در مسکو ساخته شود که اولین ایستگاه شناور داخلی را توسعه و ایجاد خواهد کرد. شاید پس از آن نیروگاه های موجی در روسیه نیز هدف صنعتی یا تجاری داشته باشند.