Способ извлечения электрической энергии из морских течений

Способ извлечения электрической энергии из морских течений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области морской гидротехники и может быть использовано для преобразования энергии морских течений (при приливах или отливах, при волнах) в электрическую энергию.

Известен способ преобразования волн в электрическую энергию, включающий возвратно-поступательное перемещение опоры с вращающимся дебалансом и ее поочередное взаимодействие с неподвижными упорами и упорами, расположенными на плавучей платформе, предварительную раскрутку дебаланса осуществляют до частоты, большей частоты воздействующей волны, после чего при нахождении дебаланса ниже оси вращения фиксируют опору при подъеме волны с упорами платформы, при спаде волны - с неподвижными упорами, а при нахождении дебаланса выше оси вращения осуществляют обратную фиксацию опоры с упорами (патент РФ №2016223, опубл. 15.07.1994).

Недостатками данного способа являются сложные условия эксплуатации наплавных металлических конструкций в море, которые сложны, металлоемки, подвержены коррозии и могут выходить из строя при штормах.

Известен способ сбора энергии приливов, который обеспечивает извлечение электрической энергии из морских течений при приливно-отливном цикле в период отбора и прохода морской воды по трубопроводу через поперечную водную турбину с горизонтальной осью, которая установлена в полости цилиндра, размещенного на дне моря, а также сброс морской воды из трубопровода (Авторы способа профессора Оксфордского университета: Гай Хоулсби, Малколм Маккаллок, Мартин Олдфилд, В.Чумаков. Прилив сил. Ж. «Вокруг света», июнь, 2009. С.78-82).

Недостатками прототипа являются неэффективное использование гидрогенератора из-за низких скоростей морских течений в придонной зоне моря; отсутствие приемов для повышения скоростей морских течений; тяжелые условия эксплуатации оборудования в открытом море.

По числу сходных признаков и достигаемому результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемого способа.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении эффективности извлечения энергии из морских течений и улучшении условий эксплуатации.

Для достижения указанного технического результата в способе извлечения энергии из морских течений, включающем отбор морской воды в трубопровод, размещенный в полости кругового цилиндра с вертикальной осью, проход морской воды к рабочему органу гидрогенератора и ее сброс из трубопровода, причем отбор морской воды в трубопровод осуществляют на контуре кругового цилиндра в точке натекания подходного потока, а сброс морской воды из трубопровода осуществляют в точке на контуре кругового цилиндра, расположенной в зазоре между двумя смежными круговыми цилиндрами.

Отличительными признаками предложенного способа являются отбор морской воды в трубопровод на контуре кругового цилиндра в точке натекания подходного потока, сброс морской воды из трубопровода в точке на контуре кругового цилиндра, расположенной в зазоре между двумя смежными круговыми цилиндрами. Это позволяет повысить эффективность способа за счет увеличения скоростей морских течений в зазоре между смежными круговыми цилиндрами с вертикальной осью и улучшить условия эксплуатации за счет размещения трубопровода и гидрогенератора в полости кругового цилиндра, вне зоны действия открытого морского потока.

Предлагаемый способ поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема реализации способа.

На схеме показаны круговые цилиндры 1 с вертикальной осью, которые омываются морским подходным потоком 2. В полости кругового цилиндра 1 расположен трубопровод 3, на котором размещен гидрогенератор 4, рабочий орган которого обтекается морской водой. Отбор морской воды осуществляется на контуре 5 кругового цилиндра в точке натекания подходного потока, а сброс морской воды из трубопровода 3 осуществляется в точке 6 кругового цилиндра 1, расположенной в зазоре между двумя смежными круговыми цилиндрами 1. В зазоре имеет место высокая скорость морского течения 7.

Способ осуществляется следующим образом.

Давления потока по контуру круглого цилиндра 1 с вертикальной осью распределены неравномерно: в зоне натекания подходного потока 2 в точке на контуре 5 морской воды в трубопровод 3 полное статическое давление , где р_атм. - атмосферное давление, ρ - плотность воды, U - скорость течения подходного потока) потока имеет положительное значение, а на контуре в точке на контуре 6 морской воды избыточное давление p - давление на контуре цилиндра) имеет отрицательное значение (вакуум), причем абсолютная величина его в три раза больше максимального положительного давления на контуре цилиндра (Н.Я.Фабрикант. Курс аэродинамики. Часть 1. Издательство НКТП СССР, М., Л. 1938, с.384).

Для увеличения глубины отрицательного давления (вакуума) морского подходного потока 2 на контур кругового цилиндра 1 используют следующий прием: круговые цилиндры 1 установлены по линии, перпендикулярной к направлению подходного морского подходного потока 2 с зазором для увеличения скорости морского течения 7 в этом зазоре. Глубокий вакуум в зоне зазора подсасывает морскую воду по трубопроводу 3, увеличивает скорость течения в трубопроводе 3 и тем самым с большей скоростью вращает рабочий орган гидрогенератора 4. Кинетическая энергия движения морского течения преобразуется гидрогенератором 4 в электрическую энергию.

Применение предлагаемого способа позволит реализовать надежный и экономически выгодный способ извлечения электрической энергии из морских течений.

Способ извлечения электрической энергии из морских течений включает отбор морской воды в трубопровод, размещенный в полости кругового цилиндра с вертикальной осью, проход морской воды к рабочему органу гидрогенератора, сброс воды из трубопровода, отличающийся тем, что отбор морской воды в трубопровод осуществляют на контуре кругового цилиндра в точке натекания подходного потока, а сброс морской воды из трубопровода осуществляют в точке на контуре кругового цилиндра, расположенной в зазоре между двумя смежными круговыми цилиндрами.