Хвильові електростанції як майбутнє гідроенергетики. Хвильові електростанції

Хвильова електростанція- енергетична установка, розташована у водному середовищі, метою якої є отримання електричної енергії з кінетичної енергії морських або океанічних хвиль. Як і приливні, хвильові електростанції розташовуються на березі або океані в безпосередній близькості до ВІЛ берега, з метою економії коштів на прокладання підводних електрокомунікацій.

Перша хвильова електростанція розташована у Португалії на відстані 5 кілометрів від берега. Ця хвильова станція була відкрита 23 вересня 2008 року. Потужність даної електростанції становить 2,25 МВт, цього достатньо для

Рис. 4.1.

забезпечення електроенергією близько 1600 невеликих будинків.

Принципова схема хвильової електростанції аналогічна принциповій схемі гідроелектростанції, проте замість греблі з падаючим потоком води тут використовується гідрохвильовий перетворювач, що перетворює енергію хвиль на запасну в пневмогідроакумуляторі енергію робочої рідини.

Як приклад розглянемо пристрій хвильової електростанції Pelamis Р 750. Ця хвильова електростанція складається з декількох пристроїв, що являють собою об'єкти, що плавають, - гідрохвильові поплавкові перетворювачі, з'єднані в один ланцюг. На рис. 4.1. показано схему пристрою цієї хвильової електростанції. Де: 1 - плаваючі поплавкові перетворювачі; 2-гідравлічні поршні; 3-поверхня хвилі; 4 – гідромагістралей; 5 – головний корпус; 6 - контрольно-розподільний пристрій; 7 акумулюючий пристрій; 8 – відведення до споживача.

Розмір кожного гідроволнового перетворювача поплавця: довжина 120 метрів, діаметр 3,5 метра, вага 7S0 тонн. Між перетворювачами кожної секції закріплені гідравлічні поршні. Усередині кожної секції також гідравлічні двигуни та електрогенератори. Під впливом хвиль конвертери гойдаються на поверхні води, і це змушує їх крутитись. Рух кожної секції приводить у роботу гідравлічні поршні, які, у свою чергу, надають руху маслу. Олія проходить через гідравлічні двигуни. Ці гідравлічні двигуни надають руху електричні генератори, які роблять електроенергію. Потужність одного конвертера становить 750 кВт. На електричну енергію перетворюється приблизно 1% енергії хвиль.

Існує багато можливостей отримання енергії з хвиль морів та океанів.

Рис. 4.2.

Серед яких найбільшого поширення набули поглиначі коливань - плаваючі на поверхні атенюатори та встановлені на дні приливні турбіни. Одним із цікавих рішень є енергетичний буй – повністю автономний пристрій. У цьому пристрої використовується гвинтовий компресор, який кріпиться якорем на дно і плаває на поверхні. Електроенергії проводиться за рахунок перетворення поршневої системи та електрогенератором вертикальних переміщень буя на хвилях. На берег електрика подається підводним кабелем.

Цікавий пристрій під назвою Searaser розроблений в Англії та нагадує хвильову електростанцію, що використовує енергію вертикального руху поплавця. Однак сам поплавець не має електричних систем і представляє звичайний механічний насос, який закачує морську воду на висоту в прибережні скелі. Цей проект отримав назву – гідроакумулююча електростанція, на рис. 4.3. наведено пристрій станції: 1 - верхній поплавець; 2 – поверхня хвилі; 3 - нижній поплавець; 4 – клапан; 5 – поршень; 6-шлзнг; 7 – поплавок підтримки шланга; 8, 9 бетонні якорі; 10 – колектор. Як видно з наведеного малюнка, основою установки є 2 поплавці, здатні рухатися один щодо одного. Верхній розгойдується хвилями, нижній з'єднаний з дном за допомогою ланцюга та якоря. Між поплавцями знаходиться "насосна станція" (циліндр з поршнем подвійної дії, ЯКИЙ качає воду під час руху вниз і вгору) і клапанами з вихідними трубами. Автоматичне підстроювання висоти положення верхнього поплавця в залежності від рівня моря, що змінюється на приплив і відлив - телескопічна труба, розсувається і складна під дією сил Архімеда та тяжкості. До цієї "приливної" колони кріпиться насос із верхнім поплавцем. Вода через колектор подається на сушу, в гори. У горах влаштовується басейн, у якому вода накопичується і випускається назад у море, по дорозі обертаючи турбіну електростанції, ідентичної традиційної ГЕС, але без греблі. Один повнорозмірний поплавець Searaser має розвивати потужність до 0,25 МВт. Основні переваги в подібній установці, в порівнянні з іншими,

Рис. 4.3.Гідроакумулююча електростанція

полягають у наступному. У поплавці відсутні дроти, магніти, які або електричні контакти та герметичні відсіки для обладнання, що робить його набагато дешевшим, простішим та надійнішим. Турбіни та електрогенератори хвильової станції, розташовані на березі. На відміну від хвильових електростанцій, інших типів установка Searaser вирішує проблему нерівномірності сили хвиль.

У хвильових пристроїв з пневматичними перетворювачами під дією хвиль повітряний потік періодично змінює свій напрямок на зворотний. Для цих умов і розроблена турбіна Уеллса, ротор якого має випрямляючи дію, зберігаючи незмінним напрямок свого обертання при зміні напряму повітряного потоку, отже, підтримується незмінним і напрямок обертання генератора.

Турбіна знайшла широке застосування у різних хвиле-енергетичних пристроях. Хвильовий енергетичний пристрій "Кайма" - найпотужніша діюча енергетична установка з пневматичними перетворювачами - побудована в Японії в 1976 р. У своїй роботі вона використовує хвилі висотою до 6 -10 м. На баржі довжиною 80 м, шириною 12 м і водотоннажністю 500 т встановлені 22 повітряні камери, відкриті знизу. Кожна пара камер працює на одну турбіну Уеллса. Загальна потужність встановлення 1000 кВт. Перші випробування були проведені у 1978 – 1979 pp. у міста Цуруока. Енергія передавалася на берег підводним кабелем довжиною близько 3 км.

У 1985 в Норвегії за 46 км на північний захід від міста Берген побудовано промислову хвильову станцію, що складається з двох установок. Перша установка на острові Тофтесталлен працювала за пневматичним принципом. Вона була залізобетонну камеру, заглиблену в скелі; над нею була встановлена сталева вежа висотою 12,3 мм і діаметром 3,6 м. Вхідні в камеру хвилі створювали зміну об'єму повітря. Потік, що виникає через систему клапанів приводив у обертання турбіну і пов'язаний з нею генератор потужністю 500 кВт, річна вироблення склав 1200000. КВт. год. Проте сильним штормом наприкінці 1988 року вежа станції була зруйнована.

Конструкція другої установки складається з конусоподібного каналу в ущелині довжиною близько 170 м з бетонними стінками висотою 15 м і шириною в основі 55 м, що входить в резервуар між островами, відокремлений від моря дамбами, і греблі з енергетичною установкою. Хвилі, проходячи каналом, звужується збільшують свою висоту з 1,1 до 15 м і вливаються в резервуар, рівень якого на 3 м вищий за рівень моря. З резервуару вода проходить через низьконапірні гідротурбіни потужністю 350 кВт. Станція щорічно виробляє до 2 млн. кВт * год. електроенергії.

У Великій Британії розробляється оригінальна конструкція хвильової енергетичної установки типу "молюск", в якій як робочі органи використовуються м'які оболонки - камери. У камерах знаходиться повітря під тиском, дещо більшим за атмосферний тиск. Накатом хвиль камери стискуються, утворюється замкнутий повітряний потік з камер каркас установки і назад. На шляху потоку встановлені повітряні турбіни Уеллса з електрогенераторами. Зараз створюється дослідна плавуча установка з байт камер, укріплених на каркасі довжиною 120 м і висотою 8 м. Очікувана потужність 500 кВт. Подальші розробки показали, що найбільший ефект дає розташування камер по колу. У Шотландії на озері Лох-Несс була випробувана установка, що складається з 12 камер та 8 турбін. Теоретична потужність такої установки до 1200 квт.

Проект, відомий під назвою "качка Солтера", є перетворювачем хвильової енергії. Робочою конструкцією є поплавець – "качка", профіль якого розрахований за законами гідродинаміки.

Конструкція цього хвильового перетворювача енергії показано на рис. 3.5. У проекті передбачається монтаж великої кількості великих поплавців, які послідовно укріплені на загальному валу. Під дією хвиль поплавці починають рухатися і повертаються у вихідне положення силою власної ваги. При цьому наводяться насоси всередині валу, заповненого спеціально підготовленою водою. Через систему труб різного діаметра створюється різниця тиску, що приводить в рух турбіни, встановлені між поплавцями і підняті над поверхнею моря. Електроенергія, що виробляється, передається по підводному кабелю. Для більш ефективного розподілунавантажень на валу слід встановлювати 20 – 30 поплавків. У 1978 була випробувана модель установки, що складалася з 20 поплавків діаметром 1 м. Вироблена потужність склали 10 кВт. Розроблено проект потужної установки з 20 – 30 поплавків діаметром 15 м, укріплених на валу, завдовжки 1200 м.

Рис. 4.4.Перетворювач хвильової енергії "качка Солтера"

Ймовірна потужність установки 45 тис. кВт. Подібні системи, встановлені біля західних берегів Британських островів, можуть забезпечити потреби Великобританії в електроенергії.

Як перспективні енергетичні установки можна відзначити перетворювач, що використовує енергію водяного стовпа, коливається. Принцип роботи такого перетворювача ось у чому. При набігу хвилі на частково занурену порожнину, відкриту під водою, стовп рідини в порожнині коливається, викликаючи зміни тиску в газі над рідиною. Порожнина пов'язана з атмосферою через турбіну. Потік може регулюватися так, щоб проходити через турбіну в одному напрямку або може бути використана турбіна Уеллса. Вже відомі принаймні два приклади комерційного використання пристроїв на цьому принципі - сигнальні буї, впроваджені в Японії Масудою та у Великій Британії співробітниками Королівського університету Белфасту. Більше і вперше включено в енергомережу пристрій побудований в Тофтестоллені (Норвегія) фірмою Kvaemor Brug A / S. Основний принцип дії перетворювача, що використовує принцип стовпа, що коливається, показано на рис. 4.4. У цьому Рис.: 1 - хвильовий підйом рівня; 2 – повітряний потік; 3 – турбіна; 4 - система впуску та випуску повітря; S – напрямок хвилі; 6 – опускання хвильового рівня; 7 – морське дно.

Рис. 4.5.

У Тофтестоллені він використовується в 500-кіловатній установці, побудованій на краю прямовисної скелі. Крім того, національна електрична лабораторія (NEL) Великобританії пропонує конструкцію, що встановлюється безпосередньо на морському дні. Головна перевага пристроїв на принципі водяного стовпа, що коливається, полягає в тому, що швидкість повітря перед турбіною може бути значно збільшена за рахунок зменшення прохідного перерізу каналу. Це дозволяє поєднувати повільний хвильовий рух із високочастотним обертанням турбіни. Крім того, тут створюється можливість вилучити генеруючий пристрій із зони безпосереднього впливу морської солоної води.

Існують і інші, менш відомі способиперетворення енергії хвиль на електричну енергію. Так, хвильова електростанція Oceanlinx в акваторії міста Порт-Кемпбелла (Австралія) використовує хвилі для того, щоб нагнітати повітря у величезні хутра. Стиснене повітря під тиском проходить через турбіну, обертаючи її лопаті. Через війну виробляється електроенергія. Установка Oceanlinx у Порт-Кемпбелла постачає в електромережу міста 450 кВт електроенергії. Біля узбережжя США в Орегоні будується "буйкова" електростанція. Буї під впливом хвиль качають магнітний стрижень усередині провідної котушки та генерують електричний струм.

Електробуйки, що розробляються в Орегонському університеті, планується розміщувати на відстані за два-три кілометри від узбережжя. За попередніми розрахунками, територія 25 кв. км зможе поставити електрикою весь штат.

Деякі типи розроблених та розроблюваних хвильових енергетичних установок використовують різницю оцінок гребеня та западини хвилі. За рахунок переливу гребенів хвилі, наприклад, через дамбу, або за рахунок поперемінного відкриття клапанів або засувок відбувається заповнення ємностей - басейнів, перепад, що утворилася, рівнів у ємності та в морі використовується водяним колесом або низьконапірною гідравлічною турбіною для вироблення електроенергії або приводу інших механізмів. Найбільш відомою установкою цього є "шлюз Рассела". З метою збільшення перепаду рівнів (напору) використовується ефект набігання хвилі на пологу поверхню. Для цього робоча поверхня виготовляється у вигляді похилого лотка, що звужується до верху. Морська хвиля висотою 1,1 м, зібрана хвильовим фронтом довжиною 350 м, при концентрації її в 12-метровому каналі, може призвести до виникнення стоячої хвилі з амплітудою 17 м. Експериментально встановлено, що установка, що містить похилу площинуз кутом нахилу 30°, забезпечує підвищення рівня води на 2,5 м при середній висоті хвилі 1,5 м. У США розробляється установка цього типу під назвою "Дем Атол". Основним елементом установки є частина сфери діаметром 100 м та висотою до 30 м, опуклою частиною, що виступає над рівнем моря. На поверхні цього штучного острова розташовані хвиленаправляючі ребра, а в середині - водоприймальний отвір та водовід діаметром до 18 м з гідротурбіною. Горизонтальний тиск хвиль, що набігають, може сприйматися і безпосередньо різними пружними або рухомими стінками, переміщення яких перетворюється на обертання валу генератора або тиск робочого середовища в поршневому насосі. До конструкцій цього типу належить установка "триплейт", запропонована Ф.

Фарлі. Випробування установки у Великій Британії в лабораторних умовах при хвилях довжиною від 1,5 до 7 м, а також у натурних умовах на великомасштабній моделі при хвилях довжиною 150 м показали, що розрахунковий ККД може досягати 80-90% і більше.

Нині найпоширенішими хвильовими установками є поплавкові. Робоче тіло таких установок – поплавець – знаходиться на поверхні моря і здійснює вертикальні коливання відповідно до змін рівня води при вітровому хвилюванні. Вертикальні переміщення поплавця використовуються для поперемінного стиснення газу або рідини в будь-якій ємності, або вони перетворяться на обертальний рух електричного генератора і т.п. Наприклад, буй діаметром 16 м, розроблений Норвегії, при амплітуді вертикальних переміщень 8 м здатний при ККД 80% виробляти до 4 млн. кВт год на рік. Амплітуда коливань поплавця може бути суттєво (в 10-12 разів) збільшена за рахунок удосконалення його конструкції. Для збільшення амплітуди (резонансу) вертикальний циліндричний поплавець частково (залежно від параметрів хвилі та поплавця) заповнюється водою або до поплавки підвішується вантаж відповідної маси. Великомасштабна модель резонансного поплавця, досліджена в Японії, мала діаметр 2,2 м, висоту 22 м, масу 13,5 т, пропелерну турбіну діаметром 0,8 м. Амплітуда коливань поплавця досягала 8 м при хвилях висотою від 0,5 до 1, 5 м. На рис. 4.6. показано пристрій такої станції поплавця.

Рис. 4.6.

Де: 1 - поплавець 2 - стислива рідина 3 - електротурбіна з генератором.

Перераховані вище типи хвильових енергетичних установок включають елементи, що знаходяться на поверхні моря і тому схильні до впливу не тільки розрахункових, але і штормових екстремальних хвиль. Для запобігання такому впливу можна розташовувати робоче тіло повністю під рівнем моря. У таких установках "набігаюча хвиля" тиску, обумовлена різницею тисків під гребенем і западиною хвилі, використовується для стиснення еластичних оболонок, покладених на дно моря в напрямку руху хвилі, або впливу на горизонтальну площадку, укріплену на опорах на дні моря. Поштовхи тиску в оболонках або над горизонтальним майданчиком використовуються для підвищення тиску та переміщення робочої рідини чи газу.

У Великобританії запропонована установка "пружна труба", здатна сприймати не тільки вертикальну, а й горизонтальну складову гідростатичного тиску. Дослідження на моделі показали високу швидкість реакції "труби" зміну хвильового тиску. У Брістольському університеті Великобританії ще в 1976 р. була запропонована установка під назвою "Брістольський циліндр". Установка є круговим циліндром, повністю зануреним у поверхневий шар води паралельно фронту хвилі. Циліндр має позитивну плавучість і міститься в затопленому стані якірною системою, у зв'язках якої встановлюються навантажувальні пристрої, наприклад гідроциліндри.

У Японії в ці роки зробили і випробували першу у світі великомасштабну офшорну установку плаваючу "Каїшеї" в Японському морі. Установка включала 9 генераторів на борту, які були встановлені вище за хвиле-приймальні камери, відкриті нижче рівня води. Хвилювання викликало періодичний стиск та розрідження повітря, проганяли через повітряні турбіни з приводом на генератори. Крім того, в Японії були зроблені інші типові великі хвильові установки, включаючи Caisson-type Oscillating Water Column prototype. Ця установка має 4 кесони з габаритними розмірами кожного кесона 20,9 х2 4,3 х 27,0 метра. Робоча глибина води становила 18 м. Кожен кесон мав 4 відкриті з фронтальної частини отвори, звернених до хвиль, що набігали. Кожен отвір відповідав окремому відсіку камери, які розділені перегородками. Поршнева дія осцилуючих водяних колон викликала рух повітря через турбіни Уельсу (1,34 м у діаметрі, 16 лопатей). Використовували генератори на 60 кВт кожен. Цей прототип випробовували в Японському морі в порту Саката у префектурі Ямагата. Португалія реалізує проект 0,5 мегаватної берегової хвильової енергетичної установки на острові Рісо (Азорські острови). Розміри бетонної компресійної камери становлять 12×12 м, а повітропровід для повітряної турбіни Уельсу має діаметр 2,3 м. В Індії побудована дослідна установка на 150 кВт також із турбіною Уельсу біля острова Трівандрум.

Единбурзька фірма Aquamarine Power здала в експлуатацію Європейському дослідному центрі морської енергії (European Marine Energy Centre), найбільшу у світі хвильову електростанцію "Устриця" (Oyster), створену за сприяння вчених із Королівського університету в Белфасті (Queen's University Belfast).

Елементи "Устриці", встановлені на дні навряд, нагадують розтягнуті автонасоси. їх вертикальні стінки зібрані з п'яти великих паралельних труб-поплавців. Хвиля, що йде до берега нахиляє цю стінку (начебто злегка хитає насос ногою) і, повертаючись на петлях навколо горизонтальної осі, приводить у дію поршень, нагнітає воду в трубопровід високого тиску. Вода, що надходить під тиском на берег, крутить ротор електрогенератора. Розташування між морем та сушею пристрою для збору хвильової енергії та електроперетворювачі реалізовано вперше. Вигоди такого варіанта розміщення справді очевидні: матеріали на суші пропрацює довше і її обслуговувати простіше. Oyster вже включений до споживчої електромережі та почав справно живити енергією кілька сотень будинків на шотландському узбережжі. На сьогодні у морях працюють уже десятки порівняно невеликих хвильових електростанцій. Перша у світі велика комерційна ВЕС почала генерувати струм минулого року у Португалії під містечком Агусадора.

Загалом створення хвильових електростанцій визначається оптимальним виборомакваторії океану із стійким запасом хвильової енергії, ефективною конструкцією станції, в яку вбудовано пристрої згладжування нерівномірного режиму хвилювання. Вважається, що ефективно хвильові станції можуть працювати при використанні потужності близько 80 кВт/м. Досвід експлуатації існуючих установок показав, що електроенергія, що виробляється ними, поки що в 2-3 рази дорожча за традиційну, але в майбутньому очікується значне зниження її вартості. Потужні багатомодульні хвильові установки можуть бути гарною енергетичною базою для створення екологічно чистих об'єктів переробної промисловості морського та прибережного базування.

. Місця з найбільшим потенціалом для хвильової енергетики. Західне узбережжяЄвропи, північне узбережжя Великобританії та Тихоокеанське узбережжя Північної, Південної Америки, Австралії та Нової Зеландії, а також узбережжя Південної Африки [ ] .

Історія

Перша хвильова електростанція

Перша хвильова електростанція розташована в районі Агусадора, Португалія, на відстані 5 кілометрів від берега. Була офіційно відкрита 23 вересня 2008 португальським міністром економіки. Потужність цієї електростанції становить 2,25 МВт, цього вистачає для забезпечення електроенергією приблизно 1600 будинків. Спочатку передбачалося, що станція увійде в експлуатацію в 2006 році, але розгортання електростанції відбулося на 2 роки пізніше за планований термін. Проект електростанції належить шотландській компанії Pelamis Wave Power, яка у 2005 році уклала контракт із португальською енергетичною компанією Enersis на будівництво хвильової електростанції у Португалії. Вартість контракту становила 8 мільйонів євро.

Параметри електростанції

Електростанція складається з 3 пристроїв під назвою Pelamis P-750. (англ.)російська.. Це великі плаваючі об'єкти змієподібного типу, розмір кожного:

Потужність одного такого конвертера складає 750 кВт. Питомі характеристики: потужність 1 кВт/тонну та 650 Вт на м³ конструкції. На електрику перетворюється приблизно 1% енергії хвилювання. [ ]

Пристрій та принцип дії

Pelamis P-750 складається з секцій, між секціями закріплені гідравлічні поршні. Усередині кожної секції також є гідравлічні двигуни та електрогенератори. Під впливом хвиль конвертери гойдаються на поверхні води, і це змушує їх згинатися, за що конструкції стали називати морськими зміями (sea-snake). Рух цих сполук приводить у роботу гідравлічні поршні, які, у свою чергу, надають руху масло. Олія проходить через гідравлічні двигуни. Ці гідравлічні двигуни надають руху електричні генератори, які виробляють електроенергію.

Перспективи

Надалі планується додати до трьох існуючих конвертерів ще 25, що збільшить потужність електростанції з 2,25 МВт до 21 МВт. Такої потужності вистачить для забезпечення електроенергією 15 000 будинків та знизить викиди вуглекислого газу на 60 000 тонн на рік.

Російські розробки

На території Москви може бути розпочато будівництво виробничого науково-дослідного підприємства, яке розроблятиме модуль поплавкової хвильової електростанції. Інвестор планує будівництво дослідно-промислового підприємства, що включає виробничу науково-дослідну лабораторію.

Інші хвильові електростанції, що експлуатуються і будуються.

Переваги та недоліки хвильової енергетики

Існує проблема, пов'язана з тим, що при створенні хвильових електростанцій штормові хвилі гнуть і зминають навіть сталеві лопаті водяних турбін. Тому доводиться застосовувати методи штучного зниження потужності, що відбирається від хвиль.

Переваги

Хвильові електростанції можуть виконувати роль хвилегасників, захищаючи порти, гавані та береги від руйнування.
Маломощние хвильові електрогенератори деяких типів можуть встановлюватися на стінках причалів, опорах мостів, зменшуючи вплив хвиль на них.
Оскільки питома потужність хвилювання на 1-2 порядку перевищує питому потужність вітру, хвильова енергетика може бути вигіднішою, ніж

Невелика передмова

Основна ідея пошуку альтернативних джерел енергії полягає у використанні ресурсів планети, які дає природа. Їх експлуатація, у свою чергу, не має негативного впливу на навколишнє середовище. Тому зараз вже існують хвильові електростанції, сонячні, вітряні, геотермальні і так далі.

Хвильова електростанція - об'єкт, розташований у водному середовищі і використовує енергію хвиль. Звідси випливає, що такі ВДЕ будуються далеко не на будь-якій території. На даний момент у світі їх не так багато: у Португалії, Шотландії, Франції, Південній Кореї і так далі.

Переваги хвильових ГЕС

Хвилювання світового океану – відновлюване джерело енергії.
Перетворення енергії хвиль в електроенергію не супроводжується викидом чадного газу (СО), вуглекислоти (С02) та оксидів азоту та сірки, пилових забруднювачів та інших шкідливих відходів, що не забруднює грунт.
Встановлення та експлуатація хвильової ГЕС щодо недорогі, якщо розробка такої станції, призначеної для того, щоб протистояти штормам, не стає технічно переускладненою.
Великі хвильові ГЕС можуть виробляти величезну кількість електрики.
Правильно розроблені хвильові ГЕС не надають шкідливого на морську флору і фауну.

Недоліки хвильових ГЕС

Коли поверхня океану спокійна (штиль) чи майже спокійна, хвильова ГЕС неспроможна виробляти корисну енергію.
Місця будівництва хвильових ГЕС потрібно ретельно підбирати, щоб мінімізувати вплив шуму від них. При цьому вони повинні розташовуватися саме в тих районах, де вітрові хвилі мають достатній потенціал для вироблення електроенергії.
"Шторм століття" (hundred year storm) - сукупність штормових показників (постійна швидкість вітру, висота хвилі і т. д.), яка трапляється в даному районі раз на сто років, може зруйнувати хвильову ГЕС, а надмірне технічне її ускладнення з тим, щоб вона могла протистояти такому шторму, призведе до того, що витрати на її спорудження не окупляться.
У деяких випадках хвильові ГЕС можуть становити небезпеку для навігації, якщо вони не позначені на картах. При спорудженні хвильової ГЕС може знадобитися встановлення бакенів або інших сигнальних індикаторів.

Незважаючи на зазначені недоліки, насправді напрям цей досить перспективний. Фахівці намагаються вдосконалити конструкції хвильових ГЕС, роблячи їх ще безпечнішими та функціональнішими. У цій статті буде описано одну з можливих конструкцій хвильової ГЕС, запропоновану Борисом Володимировичем Сільвестровим ([email protected]). Опис запозичено з сайту http://dom-en.ru/.

Проект морської хвильової гідроелектростанції Сільвестрова Б.В.

У зв'язку з подіями, що хвилюють усіх нас на японських АЕС, стало очевидно, що мирний атом теж може принести чимало проблем. Все передбачити просто неможливо. Результат відомий. І водночас відмовитися від нарощування енергетичних потужностей неможливо. Саме тому хотів би ознайомити Вас із одним із способів отримання екологічно чистої енергії. Використовуючи цей метод, не потрібно освоювати будь-які нові технології. Все, що зібрано в цьому методі, вже використовується в різних галузях промисловості, втім як і технології ремонту монтажу та сервісного обслуговування. Потужності ж, які можна отримати, настільки величезні, що можуть перевершити традиційні джерела енергії. А ось собівартість виробленої електроенергії цілком може виявитися нижчою за традиційну.

Характеристики Морський Хвильовий Гідроелектростанції (МВГе):

Потужність гідроелектростанції при хвилі в 1м - 3600 МВт
Продуктивність однієї насосної секції – 9,085 м³/сек
Загальна продуктивність усіх насосних секцій – 654,12 м³/сек
Максимальний натиск - 326,4 м.
Робочий тиск води на лопаті гідротурбіни – 28,64 атм.
Загальна кількість гідроагрегатів - 12 по 300 мВт кожен
Окупність станції – 3-4 роки.
Гранична висота хвиль, що забезпечує роботу секції – 12м.

З повагою інженер-механік із Баку Сильвестрів Борис Володимирович.

Про необхідність альтернативних джерел енергії

Важко уявити сучасний світбез машин та механізмів, без опалювального житла, без багато того, що дарує людству прогрес. Але технічний прогрес у сучасному суспільствіпородив найгострішу проблему-проблему зміни клімату на землі, і як наслідок у майбутньому, загибель багатьох живих організмів, зміни всього довкілля, всього живого.

За останні два століття використання вуглеводневого палива зросло багаторазово. Якщо раніше дрова, вугілля, торф, нафта спалювалися переважно для обігріву, то сьогодні левова частка вуглеводнів використовується у промислових процесах, а розвиток автомобільного транспорту та використання двигунів внутрішнього згоряння в кораблебудуванні, авіабудуванні та в залізничному транспорті породило величезний попит на рідке вуглеводневе паливо. Крім цього, котельні та теплові електростанції теж працюють на різних видахвуглеводневого палива.

Спалюючи це паливо, ми викидаємо в атмосферу мільярди кубометрів вуглекислого газу та інші шкідливі супутні гази, поступово змінюючи відсотковий стан газу в атмосфері, змінюючи клімат, вносячи зміни в екосистему землі. Мине тисячоліття, сторіччя, а може й кілька десятиліть, і цей процес стане катастрофічним.

Людство вже сьогодні має шукати інші джерела енергії на альтернативу вуглеводневому паливу. Звичайно, існує ядерна енергетика, існує гідроенергетика, але навіть ці види енергії мають негативні сторони і не можуть вирішити дану проблему. Будівництво гідроелектростанцій має на увазі спорудження гребель і затоплення величезних територій і, у свою чергу, порушує екосистему землі, а відходи від ядерної енергетики — найгостріша проблема сьогодення. Крім того, аварії в атомному енергетичному сегменті змусили задуматися про підвищену небезпеку ядерної енергетики.

Завдання проекту МВГе

Існують такі види енергії як сонячна, геотермальна, вітрова, але частка цих видів енергії в загальному енергетичному балансі дуже скромна через свою дорожнечу. Потрібне нове, екологічно чисте джерело енергії. Одним із таких джерел енергії міг би стати водень. При горінні водень виділяє достатню кількість енергії та є чудовим паливом. Автомобільний транспорт та й усі двигуни внутрішнього згоряння могли б працювати на водні, на вихлопі викидаючи в атмосферу лише пари води. Для обігріву житла в котельнях також можна було б використовувати водень.

Водень - ідеальне екологічно чисте паливо. Електроліз води є процесом отримання з неї водню та кисню, причому в такій кількості, скільки буде потрібно надалі, для спалювання отриманої кількості цих газів. Але на сьогоднішній день виробництво водню шляхом розкладання води дороге і потребує чимало електроенергії, яка, у свою чергу, знову-таки, в більшості випадків, виходить шляхом спалювання вуглеводнів. Для вирішення цього завдання необхідно багато дешевої екологічно чистої електроенергії. На вирішення вище описаної проблеми і направлений пропонований проект будівництва морських гідроелектростанцій, які не спалюють вуглеводні, а перетворюють енергію морських хвиль на електричну енергію.

Енергія морських хвиль, можна сказати, безмежна, і на сьогоднішній день завдання бачиться в тому, щоб найбільш ефективно відібрати та перетворити цю енергію. Зробити її прийнятною для використання та поставити її на службу людству. Якраз про це і йтиметься в цій записці пояснення, де буде розглянуто спосіб відбору потужності у морських хвиль, зроблено розрахунки потужності на одиницю обладнання, прораховано загальну потужність обраної установки, проведено порівняльний аналізокупності будівництва подібних до потужності електростанцій.

Вибір місця для розташування морської гідроелектростанції

Потужні електричні морські станції можуть бути побудовані на морських платформах, аналогічно діючим нафтовидобувним платформам. Вони будуються на березі, а потім монтуються у відкритому морі. Подібні технології в нафтовидобуванні вже добре відпрацьовані і не становлять жодних труднощів.

Вибираючи місце будівництва морської гідроелектростанції, непогано було б мати статистичні дані щодо середньорічної амплітуди морських хвиль. Відомо, що морські хвилі значно втрачають свою енергію поблизу берегової лінії. І тому, доцільно встановлювати такі платформи на глибині 60-80 м, або на дрібніших глибинах, але близько розташованих до рельєфу дна, що різко знижується. Бажано встановлювати їх ближче до берегової лінії для полегшення транспортування виробленої електроенергії, хоча використовувати цю енергію в окремих випадках можна і безпосередньо в морі, максимально видаляючи шкідливі виробництва від місць компактного проживання людей. Можна будувати енергоємні виробництва у морі, як і з морських підставах.

Відмінність МВГе від традиційної гідроенергетики

В основі вироблення електроенергії лежить стандартне обладнання, звичайні гідрогенератори та гідротурбіни, що використовуються в гідроенергетиці. Новиною є те, що потужні поршневі гідронасоси перетворюють енергію хвиль у потенційну енергію води, а потім водоводами доставляють її до лопатей гідротурбін. Дані гідронасоси використовують принцип роботи двох діаметрально спрямованих сил, сили тяжіння та сили виштовхування води, яка визначається водотоннажністю понтонної частини даного гідронасосу. І що більше ці сили, то потужнішою буде енергоустановка. Ці сили, накладаючись на гребені та западини морських хвиль, виконують роботу у потужних поршневих насосах.

Оскільки конструкція даного гідронасоса за рахунок міцності і жорсткості самої платформи і жорстко пов'язаних з нею водоводів, що є в свою чергу основою нерухомих поршнів, дозволяє використовувати понтони водотоннажністю в сотні тонн, то можна досягти значної продуктивності секції гідронасосу. А за рахунок паритету цих двох сил можна досягти рівномірної роботи даної секції насоса в обох напрямках, при підйомі на гребінь хвилі та при спуску з нього.

Відмінність від традиційної гідроенергетики полягає в тому, що немає необхідності будувати греблі, накопичувати воду, затоплювати території і тим самим змінювати та порушувати екосистему землі. Платформа, де розміщується морська гідроелектростанція, займає зовсім незначну площу. Вода в необмежену кількість забирається з водного середовища, закачується насосами в гідротурбіни і знову скидається в море.

Екологічне вплив на довкілля мінімально. Площі, задіяні під цей технологічний процес, мінімальні. Наслідки можливих аварійних ситуацій незначні і зовсім не зіставні з можливими аваріями на гідроелектростанціях, а потужності, що отримуються, величезні. Ця енергія, як похідна сонячної енергії, вічна. Поки світитиме сонце, відбуватимуться атмосферні процеси, дутимуть вітри та розганятимуть морську хвилю. Тому використання цієї енергії таке привабливе.

Потужність звичайної гідроелектростанції безпосередньо залежить від водозбору і напору, тому обмежена, морська електростанція може бути побудована практично будь-якої потужності, оскільки морські простори не обмежені, потужність морської гідроелектростанції залежить тільки від її масштабності.

Нестача методу МВГе та рішення щодо його подолання

Моря та океани становлять дві третини поверхні землі. Більшість країн світу є морськими державами, і тому цей екологічно чистий метод отримання електроенергії може стати вельми актуальним для них і значно скоротити використання вуглеводнів у всьому світі. Окрім іншого, багато хто з цих країн не має свого вуглеводневого палива, а, маючи доступ до морських просторів, буде зацікавлений у будівництві запропонованих морських електростанцій. Екологічна чистота електроенергії, що виробляється цим методом, також важлива і приваблива у світлі гострих запитів сьогоднішнього дня.

Є лише один істотний недолік у запропонованому способі вироблення електроенергії - це період повної відсутності хвиль, тобто повний штиль на морі. Але це не таке часто і не таке тривале явище і якщо сьогодні будують вітряні електростанції, незважаючи на мінливий характер вітрів, і це вважається досить перспективним напрямом, то будівництво морських гідроелектростанцій буде виправданим через незрівнянно більшу потужність і дешевшу електроенергію. А в майбутньому загальносвітова енергосистема, закільцьована по всьому світу, зніме цей недолік, оскільки одночасного штилю у всіх куточках планети просто не буває, а вироблений і накопичений водень дозволить у цей період виробити електроенергію на тепловій станції.

Аналоги морської, хвильової гідроелектростанції

Спроби використання енергії морських хвиль як джерела енергії робляться досить давно. Існує безліч розробок хвильових перетворювачів, частина з яких реалізується тією чи іншою мірою. Найбільш відомі проекти — поплавкова ГЕС, пліт Коккереля, «качка» Солтера, що гойдається, остелюючий водяний стовп, пульсуючий водяний стовп Массуди.

Найбільш близьким до цієї пропозиції є винахід британця Ельвіна Сміта, в основі ідеї якого лежить використання насосів для закачування води на якусь берегову гору і, в міру її накопичення, використання її, як у звичайних гідроелектростанціях. Здавалося, ідея та ж, але насоси, на відміну цієї пропозиції, мають іншу конструкцію і є поплавковий варіант, іншими словами є морськими буями, закріпленими на дно або ланцюгами чи тросами.

По відношенню до даної пропозиції, ця пропозиція має низку істотних недоліків. Припливи та відливи, а також сама висота хвиль дуже ускладнюють правильну роботунасосів та вимагають складного механізму регулювання довжини ланцюга або троса. Установка буїв на якорях веде до їхнього неминучого дрейфу, закріплення ж їх до спеціальних бетонних блоків різко подорожчає цю конструкцію, вимагає невиправдано дорогих підводних і морських кранових робіт, а, найголовніше, ніякі троси і ланцюги не можуть витримати навантаження в сотні тонн, як це можливо у запропонованому варіанті.

Ще однією з вагомих негативних властивостей розглянутих аналогів є те, що поєднання насосів у загальний водовід з використанням будь-яких гнучких сполук дуже важко. Немає таких надійних, недорогих, гнучких матеріалів, які могли б витримати тривалі змінні навантаження, як за тиском, так і значною зміною геометричних розмірів. Експлуатація таких насосів, сервісне обслуговування, а також ремонт, якщо й можливі, то дуже утруднені та економічно не обґрунтовані. В цілому ж, всі вище перелічені установки, а також їх різні варіації в незрівнянною мірою малопотужні, ніж пропонована в даному проекті конструкція.

Запропонована в роботі платформа, вирішує відразу всі питання розглянутого аналога. Але найголовніше, і найсуттєвіше це те, що пропоноване рішення в результаті видасть величезну потужність. Жорстка конструкція платформи, її величезна вага дозволяють використовувати поплавкові камери водотоннажністю в десятки і навіть сотні тонн, чого не можуть витримати ніякі ланцюги і троси, а установка під водою опорних блоків в сотні тонн для розглянутих аналогів, невиправдано дороге рішення.

У цьому проекті буде розглянута морська гідроелектростанція з конкретно заданими геометричними і технічними параметрами, хоча в принципі можна задати практично будь-якими вихідними даними. У загальних рисах розглянуті питання її будівництва, експлуатації, ремонту та сервісного обслуговування, зроблено наближені економічні розрахунки, що обґрунтовують саме її існування, природно та будівництво.

Морська гідроелектростанція, схема якої показана на рис №1, є багатоярусною спорудою.

Рис.1. Схема морської хвильової гідроелектростанції

Дана конструкція, базується на морській, опорній підставі 1, хоча можливі варіанти, коли гідротурбіни і гідрогенератори можуть розташовуватися на окремій підставі, що дозволить зменшити висоту підйому води до гідроагрегатів, і тим самим збільшити тиск води на лопатки гідротурбіни на 3 - 4 атм.

2- трубопровід скидання води, після відпрацювання в гідротурбіні.
3- гідротурбіну.
4-гідрогенератор.
5 високовольтний кабель транспортування виробленої електроенергії.
6- трансформатори.
7- вертолітний майданчик.
8-побутові приміщення.
9- РУ «распредустройства».
10 - кабель передачі виробленої електроенергії від генераторів до розподільчого пристрою.
11-генераторне відділення.
12-турбінне відділення.
13-компенсаційна колона.
14-водівник.
15-насосне відділення.
16 нерухомі поршні насосної секції.
17-насосна секція.
18-напрямна клітина.

Принцип роботи даної установки полягає в наступному: Насосна секція 17 разом з хвилею переміщається вгору і вниз усередині напрямної клітини 18 рис. №1, охоплюючи, нерухомий поршень 9 показаний на іншому малюнку,- на рис. №4 (окремо робота насосної секції буде описана нижче). Вода під тиском, водоводів 14 подається в компенсаційну колону 13, звідки потрапляє на лопатки гідротурбіни 3. Гідротурбіна пов'язана єдиним валом з гідрогенератором 4, ротор якого, обертаючись, виробляє електроенергію. Відпрацьована вода водоводом 2 скидається назад у море. Вироблена електроенергія по кабелю передачі 10 передається в распредустройства 9 і далі на трансформатор 6, звідки високовольтному кабелю 5, вона готова до передачі на найближчу до споживачів підстанцію.

План морської хвильової гідроелектростанції

У разі буде розглянуто багатоярусний варіант. Габарити надводної частини, обумовлені розмірами L*S, виберемо приблизно рівними 130х130м див. №2. Нижній ярус є насосним відділенням. Саме ця частина проекту буде розглянута найбільш докладно, оскільки саме вона є пропонованим нововведенням у гідроенергобудуванні.

Рис. 2. План насосного відділення

Рис. 3. Фронтальний розріз насосного відділення

Цей ярус розташований на висоті 12 м. від поверхні моря і являє собою три самостійні зали габаритами L1*S довжиною близько 130 м. і шириною 40 м. Висота насосних залів дорівнює 30 м, між кожними двома залами є чотириметровий простір, показаний на кресленні розміром L2, призначене для розміщення водоводів, що подають воду на верхній ярус. Кожен із залів забезпечений мостовим краном вантажопідйомністю 250-300 т.

Крім того, у нижньому настилі кожного залу з торцевої сторони є відкриті отвори А*В, у розглянутому проекті дані розміри дорівнюють 25 м. на 16 м. обгороджені поручнями та службовці для швартування суден та можливості обслуговування мостовим краном. У кожному насосному залі з обох боків розміщуються по 12 насосних секцій. Загальна кількість насосних секцій у трьох залах дорівнює 72 шт. див. рис. №2, який є планом насосного відділення. Мостові крани дозволяють проводити монтаж та демонтаж насосних секцій та приєднаних до них водоводів, як при монтажі, так і при сервісному обслуговуванні та ремонті, крім того, з їх допомогою обслуговуються пришвартовані судна. Водоводи секцій прилеглих до зовнішніх стін конструкції розміщені на зовнішніх стінах даної конструкції.

На другому ярусі станції розташовані гідротурбінні зали, які також забезпечені мостовими кранами та ремонтними майданчиками. До надходження в гідротурбіну на водоводах розміщені компенсатори, що є резервуарами діаметром 5-6 м. і висотою 10-12 м. вхід і вихід води в які, розміщений в нижній частині резервуара. Сам апарат є резервуар великого тиску, частково заповнений повітрям, частково водою з зворотними клапанами на вході і виході і призначений для згладжування пульсуючого характеру подачі води.

На третьому ярусі розташований гідрогенераторний зал або кілька залів, також обладнаних мостовими кранами.

На четвертому ярусі розташований трансформаторний майданчик і зали з розподільними пристроями.

І, нарешті, на п'ятому ярусі розташовані побутові приміщення та ремонтні цехи.

На верхній точці розташований вертолітний майданчик.

Конструкція понтонної насосної секції

Тепер розглянемо конструкцію насосів. Понтонна, насосна секція є геометричною фігурою, в основі якої лежить квадрат зі сторонами F1, у нашому випадку рівними 7,5м * 7,5м і висотою N1 в даному варіанті ця висота дорівнює 13м. У верхній частині цього понтона є розширена частина перетином F, розміри якої дорівнюють 8,5м * 8,5м, і заввишки 2м. дивись малюнок № 4, та рис №4а:

Рис. 4. Принцип дії морської хвильової гідроелектростанції

На малюнку №4:

1 водовод, що є стійкою нерухомого поршня.
2-роз'ємна втулка.
3- гумове кільце ущільнювача.
4- гумове кільце ущільнювача.
5 клапан приймання забортної води камери «А».
6 клапан затоплення при великих хвилях.
7 - опорні ролики.
8 нагнітальний клапан камери «А».
9- гумові ущільнення.
10 - нагнітальний клапан камери «В».
11 - внутрішньонні порожнини насосної секції.
12- клапан надходження забортної води камери «В».

Рис. 4а. Схема понтона у розрізі

Загальна висота понтона, позначена рис. №4а N, у даному проекті обрано рівною 15 м. Виготовлено понтонну секцію з корабельного заліза товщиною 15 мм. Усередині понтона є чотири циліндричні камери діаметром D (3 м) і висотою N1 (13 м), пов'язані із зовнішнім корпусом ребрами жорсткості див. рис №4а.

Конструкція опорного ролика та напрямної клітини

По зовнішнім сторонам понтона розташовані опорні ролики в кілька рядів по кожній стороні і кілька рядів по висоті. Приблизна конструкція опорного ролика показана на рис. №5.

Рис.5 Конструкція опорного ролика

У проекті розміри опорного ролика L=650, S=250, R=500, V=300, H=550. Дані ролики служать для обмеження переміщення насосної секції в просторі і дозволяють переміщатися тільки у вертикальному напрямку. Опорна, гумова поверхня ролика переміщається по внутрішній поверхні швелера №40, з яких виготовлена напрямна клітина див. рис №6 і рис №7. У проекті розміри клітини H=20000 мм W=10000 мм L=7500 мм S=8386 мм див. рис№6.

У верхній частині понтона на рівні позначки 13 м у внутрішній частині і на рівні 15 м по зовнішній частині, є роз'ємні кришки дозволяють герметизувати внутрішню порожнину понтона, дані кришки охоплюють нерухомі труби водоводів і в процесі роботи разом з секцією переміщаються уздовж нерухомих водоводів. рис. №4.

У нижній частині понтона біля самого дна, а також у верхній частині на рівні позначки 13 м по всьому периметру розташовані приймальні клапани забортної води. Знизу верхньої, розширеної частини понтону розташовуються аварійні клапани, призначені для екстреного затоплення понтона, див. рис № 4 у разі надмірно великої амплітуди хвиль. У цьому випадку понтон заповнюється водою до втрати плавучості і повисає у підводному положенні на спрямовуючій решітці. Коли амплітуда хвиль знову увійде до розрахункових параметрів з понтона буде видавлена вода за допомогою стисненого повітря, і він знову прийде в робочий стан. Гнучкий шланг високого тиску під'єднується до понтона і залишається таким при робочому положенні понтона.

Як уже було сказано, понтон переміщається всередині спрямовуючої решітки, показаної на рис №6 і рис №7. Грати є звичайною клітиною, звареною з потужних швелерів і привареною до днища морської основи. Виготовлені грати, ще на березі, разом із самою платформою, і для більшої жорсткості ряд, розташований по кожній стороні, є єдиним цілим. Всі секційні клітини кожного ряду пов'язані між собою і прикріплені до днища нижнього ярусу надводної частини морської основи. Частина напрямної решітки перебуває у повітрі, під нижнім ярусом, частина під водою. По краях бокових поверхонь надводної частини напрямних решіток розташовуються оглядові майданчики, обгороджені поручнями та мають сходовий вихід на верхній ярус.

Конструкція насосної секції та блоку водоводів

За місцем розташування кожної, насосної секції, жорстко, за допомогою болтових з'єднань, закріплено чотири водоводи, об'єднані в єдиний блок, див. рис №8.

Рис. 8. Водоводи в єдиному блоці

Згідно з цим малюнком, N=18500 мм M=9500 мм F=4000 мм. Даний блок водоводів, у свою чергу, є нерухомими поршнями і монтуються всередину насосної секції, а у верхній частині насосної секції вони охоплюються і герметизуються роз'ємними кришками. рис. №4.
Кожен, даний водовід представляє високонапірну трубу діаметром 0,8 м. Товстостінні труби водоводів дозволяють витримувати значні змінні навантаження і працювати в режимі поперемінного стиснення і розтягування. У нижній частині кожного водоводу є потовщення діаметром близько 3 м. Воно те і є нерухомим поршнем, на якому є впускні і випускні клапани, а по бічних поверхнях є ущільнювальні канавки, заповнені щільною гумою круглого перерізу. Під час роботи ця гума ущільнювача додатково підтискається натиском води.

Рис. № 9. Конструкція насосної секції

1-водовід
2-циліндр насосної секції.
3-нагнітальний клапан камери «А»
4 гумові ущільнення.
5 нагнітальний клапан камери «В».

Зрозуміло, досягти повної герметизації по робочих камерах не вдасться, та вона і не потрібна, незначними протіканнями можна знехтувати, з камери «В» протікання можливі тільки через ущільнення в камеру «А», а вода, що незначно протікає з верхньої камери стиснення «А» , буде стікати назад у водоймище. Більшість вище описаної конструкції занурена у воду. Відразу ж зазначу, що конструкція даної насосної секції взята довільно, лише для того, щоб довести саму життєздатність цієї ідеї, не заперечую, що, напевно, існують більш оптимальні рішення даної конструкції.

Розрахунки продуктивності та потужності

Розрахунок роботи насосної секції

Оскільки енергія і робота це одне єдине поняття, а робота в даному випадку це витвір сили на переміщення, необхідно домогтися, щоб плавучість секції, і її загальна вага були б рівні, саме ці сили визначать продуктивність секції.

Зробимо розрахунок обсягу однієї секції що забезпечує плавучість цієї секції.

Об'єм однієї секції дорівнює:

Qнс = А * В * Н = 7,5 * 7,5 * 13 = 731,25 м³

Об'єм верхньої частини насосної секції дорівнює:

Qвчнс = - [1 * 0,5 * 8] * 2 = 136,5 м³

Таким чином сумарний обсяг насосної секції, без вирахування обсягу чотирьох робочих циліндрів дорівнюватиме:
Qнс = 731,25 м ³ + 136,5 м ³ = 867,75 м ³

Об'єм чотирьох робочих циліндрів дорівнює:

Qрц = πr²h * 4 = 3,14 * 1,5 ² * 13 * 4 = 367,38 м³

Таким чином, обсяг забезпечує плавучість робочої секції дорівнює: Qпл = 867,75 м ³ - 367,38 м ³ = 499,88 м ³

Зробимо розрахунок ваги всієї конструкції насосної секції, для чого вирахуємо об'єм металу, з якого виготовлена дана секція, враховуючи, що насосна секція виготовлена в основному з листового металу товщиною 15 мм.

Q = 7,5 * 7,5 * 0,015 + 7,5 * 4 * 13 * 0,015 + [8,5 + 2] * 4 * 2 * 0,015 + [8,5 * 8,5 -0,5 * 1 * 8] * 0,015 * 2 + 2 * 3,14 * 1,5 * 13 * 4 * 0,015 = 0,844 + 5,85 + 1,26 + 0,097 + 7,347 = 15,398 м³

Таким чином, з урахуванням ребер жорсткості, бічних роликів, клапанів прийому забортної води, приймемо загальний об'єм металу приблизно рівним 20 м³. · Щоб знайти паритет між плавучістю та вагою частково заповнимо насосну секцію водою до стану рівності цих сил.

: 2 = 327,94 т

І так у подальших розрахунках приймемо зусилля, з яким працюватиме насосна секція, як при підйомі на гребінь хвилі, так і при спуску з неї 327,94 т. Округлено, — 328т

Розрахунок продуктивності та потужності насосної електростанції

Тепер розглянемо роботу окремо взятого робочого циліндра насосної секції, показаного на рис № 4. На цьому малюнку насосна секція разом з хвилею рухається вгору, що показано стрілкою. Принцип дії даного насоса полягає в наступному: перемістившись нагору, на хвилі дана насосна секція накопичує потенційну енергію. Камера А збільшується в обсязі і заповнюється водою через клапана забортної води 5 рис. №4. У момент, коли вся секція разом із хвилею почне опускатися в камері «А», створиться тиск. Приймальні клапани №5 забортної води закриються, а клапани нагнітання № 8 відкриються, і обсяг води, що знаходиться в камері «А», видавиться у водовід. При цьому в камері відбувається зворотний процес. Через відкриті клапани забортної води №12 відбувається заповнення водою камери "В". Нагнітальний клапан №10 камери "В" при цьому закритий. У міру підняття на гребінь хвилі такт стиснення і виштовхування води у водовід через клапан №10 відбувається в камері «В» і.т.д.

На рис №9 крупним планом показаний поршневий вузол, де 1 це водовід, яким, вода подається на верхній ярус, у якому розташовано гидротурбинное відділення. Водночас цей водовод є жорсткою стійкою поршневої системи. Оскільки в насосній секції в єдиному блоці чотири водоводи, то кожен з них несе поперемінну навантаження, як на стиск, так і на розтяг приблизно 82 т. [328 т: 4 = 82 т].

2 - циліндр насосної секції.
3 - клапана нагнітання камери "А".
4 - поршневі ущільнення, виконані з жорсткої гуми, такий, як та, що використовується в підшипниках на гідрогенераторах, крім того, ці гумові кільця постійно підтискуються тиском води всередині поршня.
5 - клапан нагнітання камери "В".

На малюнку №9 насосна секція разом з хвилею рухається вгору, що показано стрілкою, при цьому клапана №3 закриються, а клапана №5 відкриються, і водовод видавиться об'єм води з камери «В».

Зробимо деякі розрахунки що дозволяють судити про продуктивність цієї насосної секції. Отже, при хвилі в 1м тіло, що знаходиться на плаву, піднімається вгору на 0,5 м, а потім опускається на 0,5 м. нижче спокійного рівня води. Оскільки у водоводах створюватиметься протитиск, то хід поршня буде дещо меншим. Умовно виберемо таку висоту хвилі, при якій загальний хід поршня дорівнюватиме 1м. Тоді обсяг води, витіснений у водовід один цикл з камери «А» дорівнює (див рис.9):

Va = ∏r1²h – Пr²2h

де: r1 -радіус циліндра насосної секції 1,5 м

r2 -радіус водоводу рівний 0,4м.

h – висота хвилі дорівнює 1 м-коду.

Va = 3,14 * 1,5? * 1 -3,14 * 0,4? * 1 = 7,065-0,5024 = 6,5626 м³

Тоді обсяг води витіснений у водовід з камери «В» дорівнюватиме:

Vв= ∏r1²h = 7,065 м³

Сумарний об'єм води камери "А" та камери "В" за один цикл дорівнює:

Vs = Va + Vв = 6,5626 +7,065 = 13,6276 м³

Так як в одній насосній секції чотири циліндри то сумарний об'єм дорівнюватиме:

Vнс = Vs * 4 = 13,6276 * 4 = 54,5104 м³

Періодичність морських хвиль дорівнює 5-6 сік. Приймемо період між хвилями, що дорівнює 6сек. Тоді продуктивність однієї секції за одну секунду дорівнюватиме:

Qнс= 54,5104:6 =9,085м³/сек.

Тоді загальна продуктивність 72 насосних секцій дорівнюватиме:

ΣQнс=9,085м³/сек * 72 =654,12 м³/сек

Вище в розрахунках було показано, що тиск у кожному циліндрі, як при підйомі на хвилю, так і при спуску разом з нею дорівнює 82 т. Оскільки, кожні два циліндри мають вихід у єдиний водовід, що має діаметр 0,8 м, то тиск у водоводі дорівнюватиме 164 т. Площа перетину водоводу дорівнює:

S = ∏r² = 3,14 * 0,4 ² = 0,5024 м ² = 5024 см ²

Таким чином, тиск на кожен квадратний сантиметр дорівнюватиме:

164000 кг: 5024 см ² = 32,64атм

Якщо врахувати, що гідротурбіни знаходяться на другому ярусі на висоті приблизно 40 м від рівня водойми, то втрата тиску на підйом води становитиме 4 атм, таким чином на лопатки гідротурбіни вода потрапить під тиском 28,64 атм. Але на відміну від гідроспоруд де напір води на лопатки гідротурбіни обумовлений висотою греблі в даному випадку поршневий насос працює і як гідропрес. Іншими словами при зменшенні діаметра перерізу водоводу тиск усередині нього зростає. І це можна використовувати під час вибору необхідного натиску. Існує формула розрахунку можливої потужності, яка дорівнює:

Потужність [квт] = Натиск [м] * Витрата води [т/сек] * Прискорення вільного падіння [9,81 м/сек²] * ККД [0,6]

Таким чином, передбачувана потужність при хвилі в 1 м дорівнюватиме:

N = 286,4 м * 654,12 * 9,81 м/сек? * 0,6 = 1102683 квт = 1102,6 мВт

Висота внутрішньої камери насосної секції була прийнята рівною 13 м, тоді дані насосні секції можуть бути використані при висоті хвилі не більше 12 м. Для нормальної роботи достатньо хвилі в 1 м, вся зайва вода буде скинута у водойму.

Якщо хвилі будуть більше 12 м, то поршень [торкнувшись] відкриє спеціальний запобіжний клапан і затопить насосні секції, вони повиснуть у підводному положенні, кожна на своєму каркасі. Крім цього, як було сказано раніше, секція може бути затоплена за допомогою гнучкого штатного трубопроводу, що постійно приєднаний до неї, і виведена з роботи при необхідності. Коли шторм припиниться і висота хвиль наблизиться до розрахункових параметрів, в насосні секції буде закачено певну кількість повітря і знову прийдуть у робочий стан.

Зробимо розрахунок можливої максимальної потужності обраної станції при хвилі 5м.

Vа = 3,14 * 1,5? * 5 - 3,14 * 0,4? * 5 = 32,813м³

Vв=3,14*1,5²*5=35,325м³

Vs=Vа + Vв= 32,813м³ + 35,325м³ =68,138м³ *4 =272,552м³

За одну секунду продуктивність насосної секції при хвилі в 5м дорівнюватиме:

Qнс = 272,552м³: 6 =45,425м³/сек

ΣQнс=72*45,425м³=3270,6 м³/сек

Таким чином, передбачувана потужність при хвилі в 5м дорівнюватиме:

N = 286,4 м * 3270,6 м ³ / сек * 9,81 м / сек ² * 0,6 = 9189042 квт = 9189 МВт

Розрахунок окупності проекту МВГе

На Нурекской Г.Э.С., річці Вахш, що у горах Таджикистану, встановлені гидроагрегаты потужністю 300 мвт кожен. Висота греблі на даній Г.Е.С. дорівнює 300 м. Розрахунковий напір дорівнює 275 м. Сумарна витрата води на 9 гідроагрегатів дорівнює 450 м / сек. Витрата води на кожен агрегат дорівнює 50 м³/сек. Якщо прийняти ці дані за аналог, то в нашому випадку при натиску 286,4 м і сумарному витраті води 654,12 м³/сек можна задіяти на морській електростанції, що розглядається, при хвилі в 1м 13 гідроагрегатів загальною потужністю:

Nхвиля1м=ΣQнс:50м³/сек х 300Мвт =654,12 м³/сек:50м³/сек х300Мвт =3900Мвт/год

Відповідно при хвилі в 5м вироблена сумарна потужність дорівнюватиме:

Nволна5м=3270,6 м³/сек: 50 м³/сек * 300Мвт = 65*300 =19500Мвт

Та кількість води, яка обумовлена продуктивністю 72 насосних секцій на хвилі 5 м, могла б задіяти 65 агрегатів, кожен потужністю по 300 МВт. Зрозуміло, що таку кількість гідроагрегатів встановити на заданій площі просто неможливо.

Приймемо умовно, що на платформі буде встановлено 12 таких агрегатів, по чотири агрегати в кожному з трьох машинних залів. Розміри кожного із залів, як було сказано на початку пояснювальної записки, дорівнюють 130м * 40 м. Приймемо, що середньорічна хвиля приблизно дорівнює 2,5 м, (для нормальної завантаженості дванадцяти агрегатів достатньо хвилі близько 1м) і що вироблена енергія дорівнюватиме приблизно тому Що могли б виробити 12 агрегатів, працюючи безперервно протягом 10 місяців. Приймемо умовно, що два місяці на рік стоятиме повна штильова погода. Тоді сумарна електроенергія, вироблена за 10 місяців дванадцятьма агрегатами, дорівнюватиме:

ΣN10 = 300МВт * 12агрегатів * 24години * 300днів = 25920000 МВт

Вартість 1МВт дорівнює 60 манат (60: 0,8 = 75 $). Тоді за рік дана електростанція може виробити електроенергії на рівну суму:

25920000 * 60 = 1555200000 манат = 1944000000 $

Якщо врахувати, що вартість останньої встановленої на Каспійському морі нафтовидобувної платформи в 2008 році дорівнює 3,5 - 4 млрд. манат і якщо прийняти, що вартість даної електростанції обійдеться в 1,5 рази дорожче, то термін окупності даної електростанції приблизно буде дорівнює від 3 до 4 років.

Таким чином, термін окупності запропонованої морської електростанції набагато менше, ніж термін окупності аналогічних за потужністю гідроелектростанцій, побудованих на землі, крім пов'язаних із побудованими гідроспорудами небажаних екологічних наслідків.

МВГе - невичерпне джерело енергії з необмеженою потужністю

Якщо потужність гідроелектростанції на будь-якій річці обумовлена можливістю водозбору, то у разі будівництва морської гідроелектростанції кількість необхідної води завжди буде в достатку, тому що площа розміщення гідроагрегатів завжди дозволить розмістити необхідну кількість високопродуктивних насосних секцій. Іншими словами, можна будувати електростанції абсолютно будь-якої необхідної потужності. А надлишок води та можливість домагатися досить великого тиску дозволить у майбутньому проектувати турбіни зі значно меншими габаритами.

Крім того, необмежена потужність даних станцій дозволить будувати опріснювальні установки у прибережних посушливих районах землі. А в перспективі розміщувати у морі енергоємні заводи. Зокрема, заводи з виробництва водню, який у свою чергу є найбільш екологічно чистим автомобільним паливом. Крім того, у перерахунку на малопотужні енергетичні установки [5 -10 МВт], подібні установки можуть бути використані при будівництві морських нафтовидобувних платформ для забезпечення власних потреб, що також дозволить економити вуглеводневе паливо та не забруднювати атмосферу.

Монтаж та демонтаж

Залишилося розглянути ще один дуже суттєвий фактор – це монтаж та демонтажнасосних секцій як при загальному монтажі станції, так і при сервісному обслуговуванні. Складність полягає в тому, що роботу доведеться робити не тільки в штильову погоду, а це передбачає певні труднощі. Розіб'ємо виконання цієї роботи на окремі етапи.

Першим етапом встановлюються дві опорні балки над відкритим отвором у підлозі на місці розташування насосної секції, що монтується. Потім за допомогою мостового крана насосна секція опускається в отвір, кожен з роликів прямує своєю опорною поверхнею і секція встановлюється своєю верхньою, розширеною частиною на балки.

Другим етапом за допомогою мостового крана монтуються поршнева група з чотирьох жорстких водоводів і опускається всередину до установки на дно насосної секції.

Третім етапом монтуються внутрішні кришки, втулки та верхні кришки.

Четвертим етапом монтують спеціальний пристрій, що є опорною стійкою, що охоплює секційний проріз, висотою приблизно 4-5 м, з укріпленими на ній блочками на верхній площині, встановленими по обидва боки, і потужні дві лебідки, закріплені на підлозі по штатних місцях, вантажопідйомністю приблизно 600 т. кожна. На цьому ж етапі приєднуються до секції штатні, гнучкі, високонапірні шланги повітря та води. Шланг води необхідний для затоплення секції за потребою, а повітряний шланг, щоб витіснити частину води і надати секції плавучість.

На п'ятому етапі за допомогою лебідок секція разом з поршневими стійками піднімається і виводяться опорні балки.

Шостим етапом проводиться спуск насосної секції на своє робоче місцеза допомогою двох допоміжних лебідок, при цьому поршнева група застроплена на крані. У міру торкання секцією води вона поетапно заповнюється водою для того, щоб позбавити її плавучості, але при цьому не перевантажити опускаючі лебідки. Спуск проводиться до тих пір, поки секція не повисне на решітці. Усе це здійснювалося у тому, щоб виключити негативний чинник впливу хвиль.

Сьомим етапом за допомогою крана остаточно монтується поршнева група. Відбувається приєднання до підлоги та з'єднання водоводів між собою. Після цього демонтуються допоміжні пристрої та закріплюються верхні кінці стропувальних тросів, за допомогою яких здійснювався спуск насосної секції. Вони приєднуються до натяжного механізму, що по конструкції нагадує механізм втягування звичайної рулетки. Нижні кінці залишаться приєднаними до насосної секції та у подальшій її роботі. Вони будуть використані надалі при демонтажі секції. Це робиться для того, щоб унеможливити ризик надалі, при стропуванні секції на хвилі. Для остаточної готовності секції до роботи з неї за допомогою повітря треба видавити певну кількість води.

Методика розрахунку параметрів МВГе за заданою потужністю

1. Задається потрібна потужність морської хвильової електростанції.

2. Під задану потужність підбирається серійно випускаються гідротурбіну і гідрогенератор, або кілька одиниць енергоустаткування в сумі, що дають задану потужність.

3. За довідковими даними визначається необхідна кількість води (у м³/сек та напір, що вимірюється в метрах водяного стовпа) на одиницю обладнання.

5. Вибираються діаметр нерухомого водоводу та самого поршня.

6. Вибирається конструкція насосної секції, яка може складатися з одного поршня або парного блоку поршнів.

7. Залежно від глибини установки морської платформиі відповідно до цього максимально можливої висоті хвилі в даному місці, приймається максимальний хід поршня.

8. Залежно від максимального ходу поршня приймаються габаритні розміри понтонної частини насосної секції.

9. За габаритними розмірами рухомої камери насосної секції (за винятком обсягів поршневих камер «А» та «В» обчислюється плавучість (водотоннажність) насосної секції.

10. Обчислюється вага понтонної камери виходячи з геометричних розмірів самої камери та товщини матеріалу, з якого вона виготовлена.

11. За допомогою часткового затоплення понтонної камери вибирається паритет сил (ваги понтона у сумі з водою всередині нього та плавучістю).

12. Обчислюються об'єми води робочих камер "А" і "В" при заданому переміщенні понтонної камери щодо нерухомого поршня.

13. З періодичності хвиль, у районі установки морської платформи, обчислюється продуктивність однієї насосної секції за секунду.

14. Підбирається необхідна мінімальна кількість насосних секцій, що забезпечують роботу гідроустановки при заданій висоті хвилі.

15. З урахуванням симетричного, рівномірного розташування насосних секцій по всій площі морської платформи (у даному випадку кількість насосних секцій може виявитися більшою за розрахункове число) вибираються геометричні розміри самої платформи. В разі більшої кількостінасосних секцій, задана потужність буде досягнута за більш низьких хвиль, ніж розрахункова їх висота.

16. Виходячи з того, що дана конструкція насосних секцій одночасно може розглядатися як поршневий насос і як гідропрес, і, знаючи діаметр поршня і діаметр трубопроводу підведення води до лопаток гідротурбіни, можна розрахувати тиск води в момент попадання її на ці лопатки.

17. Методом підбору перерізу водоводу у місці попадання води на лопатки гідротурбіни доводимо натиск до необхідних параметрів.

18. Вся зайва вода за відсутності резервного гідрообладнання скидається назад у водойму. За наявності такого обладнання воно може бути задіяне, так само і при хвилі вище за розрахункову. Але у всіх випадках відпрацьована і зайва вода скидається у водойму.

Ряд питань, які потребують експериментальної перевірки

Залишається ще ряд питань, відповіді на які можна отримати тільки експериментальним шляхом.

Це, як поводитиметься вся конструкція при тривалих змінних, багатотонних навантаженнях на основу нижнього ярусу.

Це, як працюватимуть ущільнення на стирання, зазнаючи багатотонних навантажень, який матеріал найбільш оптимальний для цих ущільнень.

Це, які стропа треба буде вибрати, і з якого матеріалу вони будуть виготовлені, враховуючи, що вони постійно будуть в контакті з морською водою.

Це як зробити так, щоб ці стропа були натягнутими при роботі насосної секції.

Це, як поводитимуться лопатки гідротурбіни, працюючи в морському агресивному середовищі, зазнаючи пульсуючих навантажень, і, напевно, ще чимало інших питань, але з усім цим можна буде працювати тоді, коли буде вирішено головне питання — чи є в запропонованому проекті перспектива його використання та розвитку.

Першу приливну електростанцію збудували 1913 р. поблизу Ліверпуля в бухті Ді, її потужність досягала 635 кВт.

Для роботи електростанції необхідно, щоб перепад рівнів між відливом та припливом становив понад чотири метри.

Зі збільшенням різниці висот води збільшується вироблення електроенергії приливної електростанції. Найбільш підходящим місцем для використання енергії припливів слід вважати таке місце на морському узбережжі, де припливи зазвичай мають амплітуду від 4 до 19 м, а береговий рельєф дозволяє з мінімальними витратами створити великий замкнутий басейн.

Зручним місцем для будівництва припливної електростанції є вузька морська затока, яка при влаштуванні ПЕМ відсікається греблею від океану. В отворах греблі розміщуються гідротурбіни з генераторами. Генератор і турбіна поміщені в обтічну капсулу. Головною перевагою таких капсульних агрегатів є їхня універсальність. Вони здатні не тільки виробляти електричну енергію під час руху через них морської води, а й виконувати функції насосів. У цьому виробництво електроенергії відбувається як у період припливу, і у період відпливу.

Режим роботи приливної електростанції зазвичай складається з кількох циклів. Чотири перехідні цикли (період): простий турбін, по 1-2 години, періоди початку припливу та його закінчення. Потім чотири робочі цикли тривалістю по 4-5 годин, періоди припливу або відливу, що діють на повну силу. У ході припливу водою заповнюється басейн приливної електростанції. Рух води обертає колеса капсульних агрегатів, електростанція виробляє струм. Під час відливу вода, йдучи з басейну в океан, також обертає робочі колеса, але у зворотний бік. У проміжках між припливом та відливом колеса зупиняються. Приливну електростанцію необхідно зв'язати із мережею.

У Росії перша приливна станція була побудована в затоці Кисла Губа в 90 км. від Мурманська в 1968 р., потужність турбіни 400 кВт. Вперше при її монтажі була застосована наплавна технологія будівництва, коли блоки роблять у доці, потім переміщають плавучим способом до місця встановлення, монтують та бетонують. Така сама технологія згодом була використана при будівництві греблі у Санкт-Петербурзі. В даний час на станції встановлено агрегат нового типу.

У Росії після виконання проектних опрацювань визначено кілька основних місць можливого розміщення приливних електростанцій у Північному морі: Мезенська ПЕМ – 8 ГВт, Північне море, близько 10 м приплив; Північна ПЕМ – 12 ГВт, Баренцеве море, висота припливу близько 4 м; Пенжинська ПЕМ – 88 ГВт, Охотське море, висота припливу 11 м; Тугурська ПЕМ – 8 ГВт, Охотське море, висота припливу 9 м. Положення ПЕМ на карті .

Слід пам'ятати, що загальна потужність теплових електростанцій у Росії сьогодні становить близько 150 ГВт. У зв'язку з далеким розташуванням споживачів електроенергії розглядається варіант виробництва поруч із ПЕМ водню з подальшим його транспортуванням споживачам. Ведуться переговори з Росією щодо будівництва міжнародної ПЕМ на сході Росії. Енергія ПЕМ найдешевша.

Для застосування на ПЕМ в Росії розроблені прості у виготовленні і тому дешеві ортогональні роторні турбіни, що складаються з кількох ярусів і к.п.д. лише на рівні 70…80%. Вони мають ряд переваг перед осьовими машинами, хоча їх к.п.д. трохи менше.

Найпотужнішою на сьогодні є Сихвінська ПЕМ потужність 252 МВт (Південна Корея), введена в роботу у 2013 р.

Хвильові електростанції

Використовуються також хвильові електростанції. Конструктивних реалізацій хвильових електростанцій щонайменше кілька десятків. У цьому розділі наведено три досить оригінальні конструкції.

Oceanlinx – електростанція, де робочим тілом є повітря. Ще одна назва - Oscillating Water Column (OWC). Осьова турбіна виробництва фірми Denniss-Auld turbine розташована горизонтально в надземній частині платформи. Канал, у якому вона розміщена, має змінний переріз і перетворюється на підводний канал. Змінний рівень поверхні хвиль призводить то до виштовхування повітря з проточної частини турбіни при підйомі хвилі, то до втягування атмосферного повітря при зниженні рівня відносно середнього рівня води. Швидкість повітря максимальна на околиці робочого колеса турбіни. Ці змінні напрямки потоки повітря і викликають обертання колеса турбіни. Незважаючи на протилежні напрямки руху повітря, турбіна обертає генератор в одному напрямку. Це досягається за допомогою механізму повороту лопаток під час зміни напрямку руху повітря. За допомогою контролера проводиться змінне в часі регулювання кута положення лопаток щодо осі турбіни, виходячи з напрямку руху повітря та його швидкості, яка, у свою чергу, залежить від висоти хвилі на поверхні моря. Досягнуто потужність 2,5 МВт в одному агрегаті, мають намір зробити 6-модульний агрегат загальною потужністю 18 МВт. Рух повітря супроводжуються звуками, які називають "Диханням дракона".

Searaser, Wave Energy Converter - гравітаційно-хвильовий насос (інші назви "морський наповнювач", перетворювач енергії хвиль) - це поплавцевий поршневий насос двосторонньої дії, що робить закачування морської води в басейн (ємність), розташований вище за рівень моря на 100...200 м. Потужність одного модуля може сягати 250 кВт. З верхнього басейну вода прямує в гідротурбінний агрегат, розташований на березі моря та виробляє електроенергію. Насос за принципом дії нагадує велосипедний насос. Рушійною силою поршня є результуюча сил Архімеда і сили тяжіння, що діє на верхній поплавок, що переміщається по вертикалі, з внутрішнім вантажем завдяки енергії хвиль, дивися російською мовою і . Фактично ця установка є гідроакумулятором, який використовує енергію хвиль для заповнення високо розташованої ємності, що акумулює, вежі або басейну.

У Північній Ірландії встановлено двороторний агрегат SeaGen потужністю 1,2 МВт з лопатями діаметром 10 м, див.

Вашій увазі представляється схема генератора хвиль Шуманана основі універсального таймера NE 555. Конструкція генератора проста і особливих налаштувань не потребує. Особливістю схеми є біфілярна котушка, виконана друкованим способом.

Зі сторінок Вікіпедії про резонанс Шумана називається явище освіти стоячих електромагнітних хвильнизьких і наднизьких частот між поверхнею Землі та іоносферою.

Це глобальне явище електромагнітного резонансу названо на честь фізика Вінфріда Отто Шумана, який передбачив це математично в 1952 році. Резонанс Шуман відбувається тому, що простір між поверхнею Землі та іоносферою діє як замкнутий хвилевод-резонатор для низьких і наднизьких частот хвиль низьких. Вважається, що розряди блискавки є первинним природним джерелом порушення резонансу Шумана. Найбільш чітко спостерігаються піки на частотах приблизно 8, 14, 20, 26, 32 Гц.Основна частота резонансу Шумана – 7,83 Гц.

На даний момент у продажу є безліч пристроїв, що генерують частоти резонансу Шумана. Вважається, що хвилі Шумана сприятливо впливають на організм людиниhttp://udalov-boris.narod2.ru/volni_shumana_i_mozg/ , а також цей генератор використовує народ як додаткову «примочку» до своїх музичних систем для посилення сприйняття музичного твору. Як висловився один друг, "допомагає легше бути втягнутим у музику", але в цьому випадку необхідно поекспериментувати з розташуванням девайсу.

Рис.1 Схема генератора

Налаштування частоти виконується елементами R 1, R 2, C 1. Краще використовувати підстроювальний резистор R 2 номіналом 100К. За його допомогою виставляється частота 7,83 Гц. Резистор R3- струмообмежуючий.

Мал.2 Друкована плата пристрою

У нижній правій частині Рис.2 розведення схеми живлення на стабілітроні 7805.

Рис.3 Загальний вигляд

Рис.4 Пристрій у зборі