वेव पावर प्लांट: ऑपरेशन का सिद्धांत। अपतटीय तरंग विद्युत संयंत्र परियोजना

हमारे देश में, वेव कन्वर्टर्स में रुचि 20-30 के दशक में पैदा हुई। XX सदी। 1935 में हमारे महान हमवतन के.ई. Tsiolkovsky ने एक लेख "ब्रेकर एंड एक्सट्रैक्शन ऑफ एनर्जी फ्रॉम सी वेव्स" प्रकाशित किया, जिसमें उन्होंने तीन प्रकार के उपकरणों के योजनाबद्ध आरेखों का वर्णन किया, जिन्हें वर्तमान में सबसे आशाजनक के रूप में वर्गीकृत किया गया है। हम उन्हें (चित्र 2.1) आसानी से मसुदा, कैसर, कॉकरेल द्वारा विकसित भविष्य के उपकरणों के अनुरूप के रूप में पहचान सकते हैं। रूसी वैज्ञानिक के.ई. Tsiolkovsky का मानना ​​​​था कि पहले दो सिस्टम मूल नहीं थे, लेकिन उन्हें आखिरी की नवीनता के बारे में कोई संदेह नहीं था - समोच्च बेड़ा।

चावल। 2.1.

केई द्वारा वर्णित Tsiolkovsky: ए, बी - वायवीय; सी - समोच्च बेड़ा।

पिछली शताब्दी के 70 के दशक में, काला सागर पर एक लहर बेड़ा के मॉडल का परीक्षण किया गया था। इसकी लंबाई 12 मीटर, फ्लोट की चौड़ाई 0.4 मीटर थी। 0.5 मीटर ऊंची और 10 - 15 मीटर लंबी लहरों पर, स्थापना ने 150 किलोवाट की शक्ति विकसित की। (अंजीर.2.2)

चावल। 2.2. कॉकरेल समोच्च बेड़ा का एक अवतार: 1 - दोलन खंड; 2 - कनवर्टर; 3 - जोर; 4 - काज।

बेड़ा के 1/100 पैमाने के मॉडल के विस्तृत प्रयोगशाला परीक्षण से पता चला कि इसकी दक्षता लगभग 45% है। यह साल्टर के "बतख" की तुलना में कम है, लेकिन बेड़ा एक और लाभ के साथ आकर्षित करता है: पारंपरिक जहाज निर्माण के लिए डिजाइन की निकटता।

पर आधुनिक रूसतरंग बिजली संयंत्रों के कई विकास हैं, उन सभी को एक डिग्री या किसी अन्य पर लागू किया गया है। इन परियोजनाओं में से एक OceanRusEnergy OJSC और Ural . का संयुक्त विकास है संघीय विश्वविद्यालय(यूआरएफयू, येकातेरिनबर्ग)।

चावल। 2.3.

तरंग मार्ग के ऊपरी और निचले बिंदुओं पर एक तरंग गति बनाते समय, पेंडुलम वसंत में संभावित ऊर्जा जमा करते हुए पारस्परिक गति करता है। जब जनरेटर शाफ्ट घूमता है, तो एक प्रत्यावर्ती धारा उत्पन्न होती है। एक प्रत्यक्ष वर्तमान बनाने के लिए, छोटे रेक्टिफायर प्रदान किए जाते हैं (उदाहरण के लिए, लारियोनोव योजना के अनुसार), जो बैटरी (बैटरी) को चार्ज करने की अनुमति देता है।

तरंग माइक्रो ES (VGES) के फ्लोट माइक्रोमॉड्यूल पर तरंग प्रभाव की योजना को अंजीर में दिखाया गया है। 2.4.

वेव पावर प्लांट फ्लोटिंग माइक्रोमॉड्यूल

चावल। 2.4

वीएचपीपी मॉड्यूल का परीक्षण करते समय, बेरेंट्स सागर की लहर गति को 1 से 3.5 सेकंड की लहर दोलन अवधि के साथ सिम्युलेटेड किया गया था, औसत वार्षिक हवा की गति 7-9 मीटर/सेकेंड, 20 की गणना की गारंटीकृत दोलन आयाम (लहर ऊंचाई) सेमी और 30 सेमी अंतिम लिंक के अनुदैर्ध्य आंदोलन के साथ क्रैंक तंत्र (केएसएचएम) - जोर। KShM ने मोटर शाफ्ट के रोटेशन को थ्रस्ट की पारस्परिक गति में बदल दिया। ड्राइव के रूप में, एक अतुल्यकालिक मोटर को P = 1 kW की शक्ति और कम से कम 3000 rpm की रोटेशन गति n0 के साथ चुना गया था। गियर अनुपात Z=25 के आधार पर गियरबॉक्स का चयन किया गया था।

अध्ययन में ए = 20, ए = 30 के आयाम और टी = 2, 3, 3.5 एस के एक दोलन अवधि के साथ तरंग सिमुलेशन मोड के उपयोग ने आकलन करने के लिए आवश्यक विद्युत मूल्यों और विशेषताओं को प्राप्त करना संभव बना दिया। बिजली उत्पन्न की और जांच की गई फ्लोट वीएचपीपी के संचालन के इष्टतम और कुशल तरीकों का निर्धारण किया।

प्रयोगशाला में बेंच परीक्षण किए गए तरंग ऊर्जाआरईएस यूआरएफयू के लिए यूरेशियन सेंटर। वीएचईएस का परीक्षित नमूना अंजीर में दिखाया गया है। 2.5.

चावल। 2.5.

डायरेक्ट करंट (DC) पर जनरेटिंग मॉड्यूल के इलेक्ट्रिकल मापदंडों का एक उदाहरण ग्राफ में दिखाया गया है।

वीएचपीपी के पावर इंडिकेटर का ग्राफ 0.2 मीटर के दोलनों के आयाम और 1 एस की अवधि के साथ।

विभिन्न आयामों की तरंगों की नकल और तरंग दोलनों की अवधि टी के प्रयोगों के परिणामों से पता चला है कि एक वीएचईएस मॉड्यूल की उत्पन्न शक्ति 15-60 डब्ल्यू है। शक्ति को कई kW के स्तर तक बढ़ाना एक ही क्लस्टर में संयुक्त कई VGES माइक्रोमॉड्यूल का उपयोग करके हल किया जाता है (चित्र 2.6)।

चावल। 2.6.

VHPP की क्षमता में कई दसियों और सैकड़ों kW की और वृद्धि को असेंबल करके लागू किया जा सकता है अधिकतरंग माइक्रोमॉड्यूल के आधार पर आरईएस समूहों में माइक्रोमॉड्यूल (चित्र। 2.7)।

चावल। 2.7.

निष्कर्ष

आर्थिक जरूरतों के लिए एक तरंग स्टेशन द्वारा उत्पन्न बिजली के प्रत्यक्ष उपयोग के मामले में, इसे एक स्वतंत्र स्रोत के रूप में नहीं माना जा सकता है। समय और स्थान में अस्थिरता, संसाधन की मौसमी प्रकृति के लिए रिजर्व में बिजली के कुछ अतिरिक्त स्रोत की आवश्यकता होती है, या एक वेव पावर प्लांट को पावर ग्रिड से कनेक्ट करना होता है, जो एक के कारण बिजली में कमी की भरपाई के लिए तीसरे पक्ष के स्रोतों का उपयोग करने की अनुमति देता है। तरंगों में कमी, या, अंत में, ऊर्जा भंडारण का उपयोग करें।

वेव कन्वर्टर्स बनाने में एक और कठिनाई अत्यधिक वेव लोड की स्थिति में उनकी उत्तरजीविता सुनिश्चित करना है जो डिजाइन परिचालन स्थितियों से काफी अधिक है। उत्तरी अटलांटिक के लिए औसत बिजली मूल्य लगभग 50 kW/m है। एक तेज तूफान के दौरान, यह मान 15 मीटर की लहर ऊंचाई पर 2 मेगावाट/मी के मान तक पहुंच सकता है। सामान्य काम 50-150 kW / m की शक्ति सीमा में। इस प्रकार, मध्यम तूफानों का सामना करने के लिए, तरंग शक्ति कन्वर्टर्स के पास औसत से काफी अधिक स्थापित शक्ति होनी चाहिए। यह उन्हें भयंकर तूफानों से नहीं बचाता है। यहां कई सुरक्षा विकल्प उपलब्ध हैं। उदाहरण के लिए, ऐसे तूफान की स्थिति में, कनवर्टर में बाढ़ आ सकती है। एक अन्य विकल्प ट्रांसड्यूसर को इस तरह से डिजाइन करना है कि इष्टतम से ऊपर की गड़बड़ी में वृद्धि के साथ, उनकी दक्षता कम हो जाती है। हालांकि, किसी भी मामले में, रखरखाव, बिजली पारेषण और एंकरिंग में गंभीर कठिनाइयां उत्पन्न होती हैं। यहां तक ​​कि पूरी तरह से नई समस्याएं भी पैदा हो जाती हैं। उदाहरण के लिए, बिंदु कन्वर्टर्स में से एक के डी-एंकरिंग से उसके आस-पास के उपकरणों का विनाश हो सकता है। आपातकालीन उपकरणों को किनारे पर फेंकने से तटीय संरचनाओं के विनाश का खतरा हो सकता है।

तरंग ऊर्जा रूपांतरण के आधार पर ऊर्जा बनाने की कठिनाइयाँ काफी बड़ी हैं। उन पर काबू पाने के लिए डेवलपर्स और वैज्ञानिकों के कई और प्रयासों की आवश्यकता होगी। वर्तमान में, विश्व में जल ऊर्जा का उपयोग करने वाले लगभग 400 स्वायत्त नौवहन प्लव पहले से ही प्रचालन में हैं। हालांकि, इस सदी की शुरुआत में, यह भविष्यवाणी की गई है कि समुद्र की लहरों से कम से कम 10 GW की शक्ति प्राप्त की जाएगी (क्रास्नोयार्स्क HPP की क्षमता लगभग 12 GW है)।

तरंग ऊर्जा के लाभ यह हैं कि यह अत्यधिक केंद्रित है, परिवर्तन के लिए उपलब्ध है, और मौसम की स्थिति के आधार पर किसी भी समय भविष्यवाणी की जा सकती है। हवा की क्रिया के तहत निर्मित होने के कारण, लहरें अपनी ऊर्जा क्षमता को अच्छी तरह से बरकरार रखती हैं, काफी दूर तक फैलती हैं। उदाहरण के लिए, यूरोप के तट पर पहुंचने वाली बड़ी लहरें अटलांटिक के बीच में और यहां तक ​​कि कैरेबियन सागर में भी तूफानों के दौरान उत्पन्न होती हैं।

तरंग ऊर्जा वह ऊर्जा है जो तरंगें पानी की सतह पर ले जाती हैं। यह बिजली पैदा करने के लिए उपयुक्त एक अटूट स्रोत है। तरंग ऊर्जा को विद्युत में परिवर्तित करने के लिए तरंग विद्युत संयंत्रों का निर्माण किया जाता है। उन्हें सीधे पानी में लगाया जाता है।

भविष्य में, लहर उत्पादन तटीय क्षेत्रों में प्रति वर्ष 4 TW और खुले समुद्र में कई दसियों TW तक उत्पादन कर सकता है।

घटना की प्रकृति

तरंग निर्माण सूर्य के प्रकाश के संपर्क का परिणाम है। सूर्य वायुराशियों को गर्म करता है, जिससे वे अंतरिक्ष में गति करते हैं। अतिप्रवाह की प्रक्रिया में, हवा समुद्र की सतह के संपर्क में आती है, जिससे एक लहर का उदय होता है।

एक विशेष तरंग शाफ्ट की ऊर्जा तीव्रता किसके द्वारा निर्धारित की जाती है:

• हवाओं की ताकत;
• झोंकों की अवधि;
• हवा के सामने की चौड़ाई।

एक लहर की ऊर्जा तीव्रता का अधिकतम मूल्य 100 किलोवाट प्रति 1 मीटर तक पहुंच जाता है। उथले पानी में यह सूचक काफी कम हो जाता है, जिसे जलाशय के तल पर घर्षण द्वारा समझाया जाता है।

शास्त्रीय तरंग बिजली संयंत्र के संचालन का सिद्धांत

वेल्स एयर टर्बाइन के साथ एक ऑसिलेटिंग वॉटर कॉलम एक क्लासिक, सबसे विकसित प्रकार का वेव पावर प्लांट है। इसी तरह के उपकरण समुद्र और तटीय क्षेत्र दोनों में सफलतापूर्वक संचालित होते हैं।

संचालन का सिद्धांत स्थिर और अस्थायी दोनों मॉडलों के लिए समान है। एक कक्ष में पानी में आधा डूबा हुआ एक लहर जल स्तर को ऊपर उठाती है। इकाई के आंतरिक आयतन को पानी से भरने के कारण, अंदर की हवा को दबाव में बर्तन से बाहर निकाल दिया जाता है। परिणामी हवा की धाराएं एक प्रतिवर्ती कम दबाव वाले वेल्स टर्बाइन के ब्लेड से गुजरती हैं। जब पानी का रोलबैक होता है, तो हवा सभी समान टरबाइन ब्लेड को दरकिनार करते हुए चैम्बर में लौट आती है। वेल्स ने तरंग गति की दिशा की परवाह किए बिना टरबाइन शाफ्ट के रोटेशन की दिशा का संरक्षण हासिल किया, जो जनरेटर शाफ्ट को टोक़ के संचरण की निरंतरता सुनिश्चित करता है।

एलन आर्थर वेल्स टर्बाइन जटिल पिच-मापन तंत्र के साथ-साथ वाल्व सिस्टम को दूर करता है। इकाई में एक सममित खंड और ब्लेड के हमले का अपेक्षाकृत बड़ा कोण होता है। सामान्य तौर पर, तंत्र की विशेषता है:

• हवा के प्रवाह की गति के लिए रोटेशन की गति का कम अनुपात;
• उच्च खींचें गुणांक;
• आवधिक बिजली विफलता;
• 40-70% के स्तर पर दक्षता;
• नीरवता - वे जो ध्वनियाँ निकालते हैं उनकी तुलना एक विशाल अंग की ध्वनि से की जा सकती है।

शास्त्रीय मॉडल में सुधार

ऐसी इकाइयों के संचालन का सिद्धांत अपरिवर्तित रहता है। डिजाइनर इसके अंदर वायु द्रव्यमान के अधिकतम संपीड़न को प्राप्त करने के लिए कक्ष की वास्तुकला को बदलने की कोशिश कर रहे हैं। एक बेहतर कैमरा मॉडल जल क्षेत्र की स्थिति के आधार पर इसकी मात्रा और ज्यामिति को बदलने की अनुमति देता है।

इस विचार की प्रभावशीलता सैद्धांतिक और व्यावहारिक दोनों तरह से सिद्ध हुई है। नतीजतन, लहर की ऊंचाई में गिरावट के कारण स्टेशन की बिजली के उतार-चढ़ाव से छुटकारा पाना और तूफान के दौरान उपकरणों को अत्यधिक भार और विनाश से बचाना संभव था।

"श्वास" कक्ष वाला ऐसा स्टेशन पुर्तगाली तट से दूर अटलांटिक में संचालित होता है। इसकी 750 kW की क्षमता लगभग 1,000 परिवारों को बिजली उपलब्ध कराने के लिए पर्याप्त है। वहां एक विशाल तटीय जनरेटिंग कैस्केड बनाने की योजना है।

भविष्य में, इस प्रकार के फ्लोटिंग वेव स्टेशन बनाए जाएंगे जहां पवन फार्म संचालित होते हैं, दोनों प्रकार के बिजली संयंत्रों के लिए एकल लंगर प्रणाली का उपयोग करते हुए।

बोया जनरेटर

ओशन पावर टेक्नोलॉजीज (ऑप्ट) - स्कॉटलैंड की एक इंजीनियरिंग कंपनी - ने पॉवरबॉय पीबी150 पेश किया। यह 42 मीटर लंबी एक विशाल बोया है, जो ग्यारह मीटर फ्लोट और एंकर सिस्टम द्वारा आयोजित की जाती है। एक स्टेशन की शक्ति 150 kW है।

इकाई ऊर्ध्वाधर कंपन को बिजली में परिवर्तित करने में सक्षम है। बोया-जनरेटर का जलमग्न भाग नीचे की ओर लंगर प्रणाली द्वारा तय किया जाता है। समुद्र के पानी के उतार-चढ़ाव के साथ फ्लोट लंबवत रूप से चलता है - यह एक जंगम छड़ पर तय होता है। रॉड एक रैखिक जनरेटर का हिस्सा है, जो स्टेटर वाइंडिंग के पारित होने के दौरान बिजली उत्पन्न करता है।

डिजाइन एक सेंसर सिस्टम से लैस है, जिसकी बदौलत उपकरण के संचालन के सबसे तर्कसंगत मोड को प्राप्त करते हुए, तरंगों के बल, ऊंचाई और आवृत्ति के अनुसार रॉड के स्ट्रोक को मैन्युअल रूप से अनुकूलित करना संभव है। भयंकर तूफान की अवधि के दौरान दुर्घटनाओं से बचने के लिए, फ्लोट रॉड स्वचालित रूप से अवरुद्ध हो जाती है।

तैनाती के स्थान पर, यूनिट को टगबोट द्वारा वितरित किया जाता है। एक समान लंगर प्रणाली और एक एकल पावर सर्किट का उपयोग करते हुए, कई समान बुआ एक साथ स्थापित होते हैं, एक लहर फार्म बनाते हैं। 10 मेगावाट की प्रणाली स्थापित करने के लिए 0.125 वर्ग किमी पानी की सतह की आवश्यकता होती है। इस तरह की पहली बोया 33 . पर रखी गई थी नॉटिकल माइलइनवरगॉर्डन (स्कॉटलैंड) से। कार्यशील जनरेटर के पास के वातावरण के विश्लेषण से पता चला है कि यह पर्यावरण की दृष्टि से तटस्थ है।

फायदे और नुकसान

तरंग ऊर्जा के लाभ:

• एक वेव पावर प्लांट वेव सप्रेसर्स को बदलने में सक्षम है जो समुद्र तट और तटीय संरचनाओं को विनाश से बचाते हैं;
• कम शक्ति के वेव पावर जनरेटर को सीधे ब्रिज सपोर्ट, बर्थ पर लगाया जा सकता है, जो तरंगों की शक्ति लेता है;
• तरंगों की विशिष्ट शक्ति हवाओं की विशिष्ट शक्ति की तुलना में परिमाण के 1-2 आदेशों से अधिक होती है, पवन ऊर्जा की तुलना में तरंग ऊर्जा अधिक लाभदायक हो सकती है।

कमियां:

• एक तूफानी लहर पानी के टर्बाइनों के ब्लेड को कुचल सकती है। तरंगों में निहित शक्ति को कृत्रिम रूप से कम करने के तरीकों से समस्या का समाधान होता है;
• कुछ प्रकार के जनरेटर नेविगेशन की सुरक्षा के लिए एक वास्तविक खतरा पैदा करते हैं;
• जिन स्थानों पर कुछ प्रकार की इकाइयाँ स्थापित हैं, वहाँ औद्योगिक मछली पकड़ना असंभव हो जाता है।

महासागरों की तरंग ऊर्जा पवन और पवन दोनों से विशिष्ट शक्ति में श्रेष्ठ है। महासागरों और समुद्रों की लहरों की औसत शक्ति 15 kW प्रति रैखिक मीटर से अधिक है, और 2 मीटर की लहर की ऊँचाई के साथ, शक्ति सभी 80 kW प्रति रैखिक मीटर तक पहुँच सकती है।

तरंग ऊर्जा को परिवर्तित करते समय, दक्षता अन्य वैकल्पिक तरीकों जैसे पवन और सौर ऊर्जा संयंत्रों से अधिक हो सकती है, जो 85% की दक्षता तक पहुंचती है।

समुद्र के लुढ़कने से ऊर्जा एक जनरेटर के माध्यम से तरंगों के ऊपर और नीचे की दोलन गति को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करके प्राप्त की जा सकती है। सबसे सरल मामले में, जनरेटर को प्राप्त करना चाहिए टॉर्कःशाफ्ट पर, जबकि कई मध्यवर्ती परिवर्तन नहीं होने चाहिए, और अधिकांश उपकरण यथासंभव भूमि पर स्थित होने चाहिए।

स्कॉटिश कंपनी पेलामिस वेव पावर द्वारा निर्मित वेव पावर प्लांट का पहला औद्योगिक संस्करण 2008 में पुर्तगाल के अगुसाडोरा क्षेत्र में पोवोआ डी वार्ज़िम शहर में तट से 5 किलोमीटर दूर परिचालन में लाया गया था। पावर प्लांट को पेलामिस पी-750 कहा जाता है। इसमें तीन समान कन्वर्टर्स होते हैं, जो लहरों पर झूलते हैं अटलांटिक महासागर, और एक साथ 2.25 मेगावाट विद्युत ऊर्जा उत्पन्न कर रहा है। प्रत्येक कनवर्टर में चार खंड होते हैं।

कन्वर्टर्स 120 मीटर लंबे, 3.5 मीटर व्यास वाले हैं, और प्रत्येक का वजन 750 टन है। ये सर्पिन संरचनाएं तैरती चार-कार ट्रेनों, या समुद्री सांपों की तरह दिखती हैं, जैसा कि स्थानीय लोग उन्हें कहते हैं।

प्रत्येक खंड में एक हाइड्रोलिक मोटर और एक जनरेटर होता है। हाइड्रोलिक मोटर्स तेल द्वारा संचालित होते हैं, जो पिस्टन द्वारा संचालित होते हैं, जो बदले में संरचनाओं के जोड़ों के ऊपर और नीचे आंदोलन द्वारा नियंत्रित होते हैं। जोड़ों पर विशेष पावर मॉड्यूल डिज़ाइन किए गए हैं ताकि पिस्टन सबसे कुशलता से काम करें।

हाइड्रोलिक मोटर्स जनरेटर चलाते हैं, जो बदले में बिजली उत्पन्न करते हैं। बिजली केबल्स के माध्यम से किनारे पर बिजली की आपूर्ति की जाती है। यह ऊर्जा तटीय शहर पोवोआ डी वार्ज़िम में 1,600 घरों को बिजली देने के लिए पर्याप्त है।

2009 में, स्कॉटलैंड के उत्तरी भाग में ओर्कनेय द्वीप समूह के तट पर, एक और अनूठी सुविधा शुरू की गई थी जो लहरों के लिए ऊर्जा उत्पन्न करती है। उत्तरी सागर. एडिनबर्ग स्थित एक्वामरीन पावर द्वारा डिजाइन और निर्मित, यह एक "ऑयस्टर" जनरेटर है, जिसका अर्थ है "ऑयस्टर"।

परियोजना एक बड़ा फ्लोट-पंप है जो लहरों में आगे और पीछे झूलता है, और इस प्रकार लगभग 16 मीटर की गहराई पर, तल पर स्थित एक दो तरफा पंप को गति में सेट करता है।

डिजाइन की विशेषता यह है कि डिवाइस के पूरे विद्युत भाग को किनारे पर लाया जाता है, और इन दो भागों के बीच संबंध - फ्लोट पंप और तटीय बिजली संयंत्र - एक पाइप के माध्यम से किया जाता है जिसके माध्यम से जलविद्युत जनरेटर के दबाव में समुद्र का पानी बहता है। .

यह स्टेशन कई सौ घरों में बिजली की आपूर्ति करता है, और अधिकतम बिजली जो सिस्टम विकसित कर सकता है वह 600 किलोवाट है।

एक्वामरीन पावर का मानना ​​है कि ऑयस्टर परियोजना केवल पहला कदम है। कंपनी 20 ऐसी इकाइयों का एक बेड़ा बनाने पर विचार कर रही है जो 9,000 निजी घरों को बिजली देने के लिए मेगावाट बिजली पैदा कर सकती है। एक अन्य विकल्प एक शक्तिशाली तटवर्ती जलविद्युत टर्बाइन पर चलने वाले कई फ्लोट-पंपों का एक परिसर बनाना हो सकता है।

उसी 2009 में, यूके में, कॉर्नवाल के तट पर, वेव हब वेव जनरेटर कॉम्प्लेक्स पर निर्माण शुरू हुआ, जो एक पावर केबल का उपयोग करके किनारे से जुड़ा हुआ है। अमेरिकी कंपनी ओशन पावर टेक्नोलॉजीज से जनरेटर का पावरबॉय ब्रांड, लंबवत रूप से चलने वाली फ्लोट्स द्वारा काम करता है जो नीचे की ओर लंगर डाले हुए स्तंभों के साथ स्लाइड करते हैं। जहां स्तंभ स्थापित किए गए हैं उनकी गहराई 50 मीटर है, और 400 प्लवों की प्रणाली की कुल क्षमता कुल 50 मेगावाट होगी।

यह दुनिया का सबसे बड़ा वेव पावर प्लांट है, और इसका निर्माण 5 साल के भीतर योजना के अनुसार होना चाहिए। समुद्र तट से 16 किलोमीटर की दूरी से बुआ स्थित हैं, जहां हैली शहर स्थित है, और आगे, 1800 मीटर की दूरी के लिए, कुल 400 ऐसे बुवाई रखे जाने चाहिए। परियोजना लगातार (अभी भी) विकसित हो रही है, और डेटा तकनीकी निर्देशहर जगह अलग हैं। नवीनतम अनौपचारिक आंकड़ों के अनुसार, 20 मेगावाट की अधिकतम क्षमता तक पहुँच गया है।

बुआ को निम्नानुसार व्यवस्थित किया जाता है। स्तंभ के अंदर एक जनरेटर होता है, जो पिस्टन की एक प्रणाली द्वारा संचालित होता है और जब लहरों पर बुआ दोलन करती है तो बिजली उत्पन्न करती है। प्रत्येक बोया से तार द्वारा एक पानी के नीचे के सबस्टेशन में प्रेषित किया जाता है, जहां से बिजली केबल जमीन पर बिजली पहुंचाती है।

सभी के बीच तरंग ऊर्जा वैकल्पिक स्रोतऊर्जा को सबसे कुशल माना जाता है। विशेषज्ञों का कहना है कि विश्व के महासागरों के जल द्रव्यमान की विशिष्ट शक्ति सौर और पवन ऊर्जा की क्षमता से कहीं अधिक है। इस तथ्य के बावजूद, तरंग ऊर्जा का आधार - तरंग ऊर्जा संयंत्र अपने "वैकल्पिक" प्रतिस्पर्धियों - पवन और सौर की संख्या में काफी कम हैं।

• तरंग ऊर्जा: प्रौद्योगिकी की लागत घटनी चाहिए

पानी पर स्टेशनों के निर्माण की उच्च लागत के कारण वेव पावर की मांग कम है, हालांकि वेव पावर प्लांट का रखरखाव काफी स्वीकार्य हो सकता है। अपनी यात्रा की शुरुआत में एक ही समस्या का सामना करना पड़ा, और, और सौर ऊर्जा दोनों का। हालांकि, समय के साथ, ये उद्योग बदल गए हैं, और नई तकनीकों और विधियों के उद्भव ने प्रारंभिक निवेश की मात्रा को कम कर दिया है और परिणामस्वरूप, ऊर्जा की प्रति यूनिट लागत। उन प्रवृत्तियों को ध्यान में रखते हुए जिनके साथ वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों का विकास हो रहा है, हम लहर बिजली संयंत्रों की आबादी में वृद्धि की उम्मीद कर सकते हैं। इसके अलावा, पहले से ही बहुत हैं दिलचस्प उदाहरणऐसे तंत्र।

Islay LIMPET दुनिया का पहला औद्योगिक पावर वेव इंस्टॉलेशन है। 500 kW तक की आपूर्ति कर सकता है और राष्ट्रीय ग्रिड से जुड़ा है। क्लेयर पेग्रम / wikimedia.org (CC BY-SA 2.0)

• तरंग ऊर्जा: दोलन का सिद्धांत

सबसे पहले, एक तरंग बिजली संयंत्र का आविष्कार किया गया था, जो सिद्धांत पर काम कर रहा था दोलन स्तंभ. दोलन करने का अर्थ है दोलन करना, और इस स्थिति में स्तंभ में जल स्तर दोलन के अधीन होता है। समुद्र की सतह के कोण पर स्थित तट पर एक विशेष कंक्रीट कक्ष स्थापित किया गया है ताकि पानी उसमें बह जाए। आने वाली तरंगें कक्ष की गुहा को भर देती हैं, जिससे हवा को एक टरबाइन में निर्देशित किया जाता है जो बिजली उत्पन्न करती है। दोलन सिद्धांत पर आधारित तरंग ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण लाभ अपतटीय ऊर्जा की तुलना में उनकी कम लागत है, जिस पर हम नीचे विचार करेंगे।

• पहला तटीय लहर बिजली संयंत्र

इस्ले लिम्पेट नाम का पहला तटीय लहर बिजली संयंत्र स्कॉटलैंड में लॉन्च किया गया था और देश के सामान्य पावर ग्रिड से जुड़ा था। इस तथ्य के बावजूद कि स्टेशन ने 13 वर्षों तक काम किया, 2013 में इसे अज्ञात कारणों से हटा दिया गया था। अपने ब्रिटिश सहयोगियों के अनुभव का उपयोग करते हुए, 2011 में स्पेनियों ने बिस्के की खाड़ी के तट पर एक ही स्टेशन का निर्माण किया, लेकिन 16 टर्बाइनों के साथ। अपने उत्तरी समकक्ष के विपरीत, यह आज तक संचालित होता है। ऑसिलेटिंग कॉलम तकनीक का उपयोग पुर्तगाल और जापान में भी किया जाता है और यह काफी आशाजनक है, हालांकि, अब तक ऐसे जनरेटर 500 kW तक बिजली का उत्पादन करते हैं।

Islay LIMPET Claddach Farm, Rhinns of Islay, Islay, स्कॉटलैंड पर आधारित है। पीटर चर्च / wikimedia.org (CC BY-SA 2.0)

फिलहाल, दुनिया में कुछ ही प्रसिद्ध वेव पावर प्लांट हैं।

• तरंग ऊर्जा: दोलन सिद्धांत

इसके अलावा, लहर बिजली संयंत्र पानी की सतह पर स्थित एक दोलन शरीर और लहरों पर चलने के कारण काम कर सकते हैं। शरीर की भूमिका हाइड्रोलिक तंत्र से जुड़े बुवाई द्वारा निभाई जा सकती है जो बिजली जनरेटर चलाते हैं। इस योजना के अनुसार, पेलामिस पावर प्लांट बनाया गया था, जिसे 2008 में पुर्तगाल के तट पर लॉन्च किया गया था, लेकिन वर्तमान में यह काम नहीं कर रहा है। यह एक "साँप" था, जिसमें कई खंड शामिल थे जो एक दूसरे के सापेक्ष तरंगों पर चलते थे। 3.5 मीटर के व्यास के साथ पाइप के रूप में बने वर्गों के अंदर, हाइड्रोलिक मोटर और जनरेटर थे, जहां से समुद्र के तल पर रखी केबल के माध्यम से किनारे तक बिजली की आपूर्ति की जाती थी। यह स्टेशन आज तक मौजूद सभी जल स्टेशनों में सबसे शक्तिशाली था, लेकिन दुर्भाग्य से, धन की कमी ने इसे और विकसित नहीं होने दिया।

पेलामिस पावर प्लांट पुर्तगाल के अगुकादौरा वेव पार्क में स्थापित किया गया था। एस.पोर्टलैंड / wikimedia.org (सीसी-पीडी-मार्क)

• तरंग ऊर्जा: कनवर्टर सिद्धांत

स्कॉटिश कंपनी एक्वामरीन पावर ने क्षमता के समान एक इंस्टॉलेशन शुरू करने का वादा किया था। उसने ऑयस्टर नामक एक कनवर्टर विकसित किया, जो एक फ्लैप जैसा बोया है जो तट के करीब समुद्र तल से जुड़ा हुआ है। लहरों पर झूलते हुए, यह तंत्र पाइप के माध्यम से पानी को जमीन पर भेजता है, जहां यह बदले में, एक विद्युत जनरेटर को घुमाता है। फिर पानी को वापस समुद्र में डिस्टिल्ड किया जाता है। कई लोगों ने इस परियोजना को आशाजनक पाया और कंपनी को £11m का निवेश प्राप्त हुआ। 50 टुकड़ों की मात्रा में इस तरह के प्रतिष्ठानों का एक परिसर बनाने की योजना बनाई गई थी, लेकिन इस परियोजना के लिए कोई खरीदार नहीं था। अब तक, स्कॉटलैंड के तटीय जल में केवल कुछ प्रयोगात्मक नमूने ही काम कर रहे हैं।

• छोटी वस्तुओं के लिए लाभदायक तरंग बिजली संयंत्र

उपरोक्त उदाहरणों से पता चलता है कि वैज्ञानिक एक शक्तिशाली वैश्विक तरंग ऊर्जा उद्योग बनाने के लिए प्रभावी ढंग से और सबसे महत्वपूर्ण रूप से लागत प्रभावी ढंग से समुद्री तरंगों की शक्ति का उपयोग करने के तरीकों की लगातार तलाश कर रहे हैं। हालांकि, जैसा कि किसी भी उपलब्धि की शुरुआत में होता है, उन्हें असफलताओं का सामना करना पड़ता है। तो इस समय दुनिया में कुछ ही प्रसिद्ध वेव पावर प्लांट हैं। दूसरी ओर, अगर हम अपेक्षाकृत शक्तिशाली स्टेशनों के बारे में बात नहीं करते हैं, तो दुनिया भर में पहले से ही कई प्रतिष्ठान हैं जो बहुत छोटी वस्तुओं को बिजली की आपूर्ति करते हैं। अक्सर उनका उपयोग लाइटहाउस और अन्य तटीय सुविधाओं द्वारा किया जाता है।

ऑप्ट के PB150 पॉवरबॉय को अप्रैल 2011 में क्रॉमार्टी फ़र्थ पोर्ट अथॉरिटी के समर्थन से ग्लोबल मैरीटाइम स्कॉटलैंड लिमिटेड, पोर्ट सर्विसेज (इनवरगॉर्डन) लिमिटेड और ऑप्ट सहित एक टीम द्वारा सफलतापूर्वक अपतटीय तैनात किया गया था। तरंगों के माध्यम से अक्षय ऊर्जा उत्पन्न करता है। अधिकतम उत्पादन शक्ति 150 किलोवाट है। ओशन पावर टेक्नोलॉजीज / wikimedia.org फ्री आर्ट लाइसेंस 1.3

• तरंग बिजली संयंत्रों की उच्च लागत की समस्या अभी तक हल नहीं हुई है

लगभग खरोंच से तरंग ऊर्जा का उद्योग बनाने के लिए, वैज्ञानिकों को गंभीर कठिनाइयों का सामना करना पड़ेगा। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, मुख्य समस्या उच्च लागत है। इस तथ्य के अलावा कि स्टेशनों का निर्माण अक्सर बहुत महंगा होता है, इसे पानी या समुद्र तल पर स्थापित करने के लिए विशेष सामग्री प्रयासों की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, वैज्ञानिकों को और अधिक अनुभव की आवश्यकता है सर्वोत्तम पसंदस्थान नया स्टेशनजहां धाराएं सबसे कुशल हैं। बिना नहीं चलेगा नकारात्मक प्रभावसमस्या के सामाजिक और पर्यावरणीय पहलुओं पर - तट के पास बड़ी संख्या में तंत्र मछली पकड़ने के साथ-साथ पानी के गैस विनिमय में भी हस्तक्षेप करेंगे।

एक शब्द में, तरंग ऊर्जा के भविष्य के साथ सब कुछ स्पष्ट नहीं है। समुद्र और महासागरों का पानी ऊर्जा का एक बहुत ही शक्तिशाली, नवीकरणीय और पर्यावरण के अनुकूल स्रोत है, लेकिन एक व्यक्ति अभी भी इतना कुशल नहीं है कि इसे छोटे नुकसान के साथ वश में किया जा सके।

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आज, ऊर्जा के मुख्य स्रोत हाइड्रोकार्बन कच्चे माल हैं - तेल, कोयला, गैस। जैसा कि अध्ययनों से पता चलता है, उत्पादन की वर्तमान दर पर, एक और 4 शताब्दियों के लिए पर्याप्त कोयला जमा होगा, और तेल और गैस जमा क्रमशः 4 दशकों और 6 दशकों में समाप्त हो जाएंगे।

खनिजों की संख्या में इतनी तेजी से गिरावट के लिए ऊर्जा उत्पादन के अन्य तरीकों की खोज की आवश्यकता है। सबसे आशाजनक प्रकार इस प्रकार की जलविद्युत लहर है।

तरंग ऊर्जा स्टेशनों की एकीकृत संरचना

एक तरंग ऊर्जा स्टेशन पानी पर स्थित एक संरचना है, जो तरंगों के कारण विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने में सक्षम है। उनका निर्माण करते समय, दो परिस्थितियों पर विचार किया जाना चाहिए:

तरंग गति की ऊर्जा। एक बड़े सर्कल कलेक्टर में निर्देशित तरंगें टरबाइन ब्लेड को घुमाने का कारण बनती हैं, जिससे जनरेटर काम करने की स्थिति में आ जाता है। एक और तरीका है - लहर एक खुले कंटेनर के माध्यम से चलती है, संपीड़ित हवा को विस्थापित करती है, इंजन को काम करने के लिए मजबूर करती है।

सतह रोलिंग ऊर्जा। यहां, बिजली का उत्पादन कन्वर्टर्स के कारण होता है - तैरता है जो लहर की दिशा का पालन करता है, पानी के तल पर होता है।

इस तरह के फ्लोट निम्न प्रकार के होते हैं:

बतख "साल्टर" - एक शाफ्ट पर स्थापित बड़ी संख्या में फ्लोट का तात्पर्य है। इस प्रकार के फ्लोट की अधिक प्रभावशीलता के लिए, आपको उनमें से 30 को शाफ्ट से जोड़ना होगा।

कॉकरेल बेड़ा एक काज के माध्यम से जुड़ी 4 कोशिकाओं की एक संरचना है, जो तरंगों के बल के कारण चलती है और हाइड्रोलिक सिलेंडर उपकरण बनाती है जो जनरेटर के संचालन को सुनिश्चित करते हैं।

पेलामिस ट्रांसड्यूसर भी समुद्री सांपों द्वारा लटकाए जाते हैं, सिलेंडर के रूप में खंड एक हिंग वाले तरीके से जुड़े होते हैं और बैलों की कार्रवाई के तहत "साँप" झुकते हैं, हाइड्रोलिक पिस्टन को काम करने के लिए मजबूर करते हैं।

तरंग पनबिजली के फायदे और नुकसान

आज उत्पादित विद्युत ऊर्जा का केवल 1% है पनबिजलीलहरें, लेकिन उनके संसाधन बहुत बड़े हैं। तरंग ऊर्जा स्टेशनों के महत्वहीन उपयोग को महंगे ऊर्जा उत्पादन द्वारा समझाया गया है।

तरंग ऊर्जा स्टेशनों का उपयोग करने के नुकसान कुछ शर्तें हैं:

पारिस्थितिक। बड़ी संख्या में वेव कन्वर्टर्स नुकसान पहुंचा सकते हैं पारिस्थितिकीय प्रणाली, क्योंकि समुद्र और वायुमंडल के गैस विनिमय पर लहरों का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, रुकावटों से पानी की सतह की सफाई पर।

सामाजिक-आर्थिक। तरंग जलविद्युत में उपयोग किए जाने वाले कुछ प्रकार के जनरेटर शिपिंग को नुकसान पहुंचा सकते हैं। मछुआरों के काम पर क्या असर पड़ेगा जिन्हें मछली पकड़ने के बड़े-बड़े स्थान छोड़ने पड़ेंगे।

हालाँकि, वेव पॉवर प्लांट, माइनस के अलावा, कई निश्चित फायदे भी हैं:

1. स्टेशन वेव डैम्पर्स के रूप में कार्य कर सकते हैं, जिसका अर्थ है कि वे तट को दोषों और भूस्खलन से बचाने में सक्षम हैं;
2. पुलों, बर्थों की संरचनाओं पर कम-शक्ति तरंग विद्युत जनरेटर रखना संभव है, उन पर प्रभाव को कम करना;
3. पवन ऊर्जा पर महत्वपूर्ण लाभ;
4. समुद्र की लहरों से उत्पन्न बिजली को घुमाया नहीं जाता है और इसके लिए हाइड्रोकार्बन कच्चे माल की आवश्यकता नहीं होती है, जिसकी जमा राशि काफी कम हो जाती है।

तरंग ऊर्जा स्टेशनों के रचनाकारों का सबसे महत्वपूर्ण लक्ष्य इसके निर्माण का आधुनिकीकरण करना है ताकि उत्पादित बिजली की लागत में उल्लेखनीय कमी आए।

तरंग विद्युत संयंत्रों का प्रादेशिक निर्माण

लो-पावर वेव पावर प्लांट के निर्माण का उपयोग छोटी वस्तुओं को बिजली की आपूर्ति के लिए किया जाता है:

द्वारा भवन समुद्र तट;

छोटे गांव;

स्वतंत्र प्रकाशस्तंभ, बुआ;

वैज्ञानिक और अनुसंधान उपकरण;

बीच की स्थापना।

पुर्तगाल

अगुसाडोरा के क्षेत्र में, 2008 में जलविद्युत में एक महत्वपूर्ण विकास हुआ, जब 2.25 मेगावाट की क्षमता वाले एक तरंग बिजली संयंत्र ने पहली बार अपना संचालन शुरू किया। विकास स्कॉटलैंड की पेलामिस वेव कंपनी द्वारा किया गया था, जिसने पुर्तगाल के साथ 8 मिलियन यूरो के लिए एक समझौते पर हस्ताक्षर किए थे।

फिलहाल, स्टेशन में 3 सांप-प्रकार के कन्वर्टर्स हैं, जो आधे पानी में हैं। एक "सांप" की लंबाई 120 मीटर होती है और इसका वजन 750 टन होता है। स्टेशन ही समुद्र तट से 5 किमी की दूरी पर स्थित है, यह केबलों के माध्यम से बिजली प्राप्त करता है। इस वेव स्टेशन की बिजली को 21 मेगावाट तक बढ़ाने के लिए स्टेशन पर काम चल रहा है, जिसमें 25 अतिरिक्त कन्वर्टर्स लगाने की योजना है, जिससे 15,000 घरों में बिजली की आपूर्ति होगी।

नॉर्वे

औद्योगिक उद्देश्यों के लिए तरंग स्टेशनों की उपस्थिति नॉर्वे में XX सदी के 85 वें वर्ष में दर्ज की गई थी।

यह स्टेशन एक वायु तरंग संरचना है जिसकी क्षमता 500 kW तक है। इसे पानी की सतह की सबसे निचली परत तक उतारा जाता है।