Инновационные разработки в области волновых электростанций ВЭЛС

Предлагаемые разработки в области волновых электростанций – ВЭЛС являются продолжением темы публикации «Метод преобразования энергии волн в электроэнергию» в журнале «Альтернативная энергетика и экология» № 19-21 2017г. По материалам этой статьи был изготовлен действующий прототип гироскопического преобразователя энергии угловых перемещений, который подтвердил практическую работоспособность предложенной концепции преобразования энергии угловых перемещений в электроэнергию с помощью силовых гироскопических модулей. В ходе испытаний были выявлены недостатки, присущие предложенному конструктиву. Учитывая полученные результаты, были разработаны две инновационные конструкции ВЭЛС: а) «Гироскопический преобразователь энергии морских волн», которое представляет собой устройство активного поплавкового типа без механических, гидравлических и пневматических передаточных звеньев. Преобразование энергии качания на волновой поверхности воды в электроэнергию осуществляется посредством разработанного инновационного, сферического, колебательного электрогенератора. Стабилизация ротора электрогенератора в пространстве относительно колеблющегося вместе с корпусом – поплавком статора осуществляется силовым гироскопическим блоком. Применение предложенной схемы преобразования позволяет значительно повысить КПД и снизить массогабаритные показатели по сравнению с уже существующими конструкциями. Устройства предназначены для работы как в заякоренном режиме, так и в режиме свободного плавания. Аналоги по назначению: имеют ряд существенных недостатков – малый КПД, неудовлетворительные массогабаритные показатели, не транспортабельность, сложное обслуживание и ремонт, помехи судоходству и рыболовству. Это значительно сдерживает широкое применение волновых электростанций. Например: Pelamis Wave Power — «морские змеи». Состояние разработки: Патент RU 2 688 857 С1 Международная заявка PCT /RU2019/000403 Изготовлен действующий прототип устройства, подтвердивший его работоспособность. Технологии, необходимые для изготовления: для изготовления предложенного преобразователя энергии морских волн в электроэнергию не требуется супер технологий. Изготовление может быть организовано на производственной базе имеющей современное станочное и технологичное оборудование. Область применения: ввиду того, что ниша волновых электростанций на настоящий момент фактически свободна, область применения предлагаемого преобразователя чрезвычайно широка. По всему мировому океану – там, где их применению соответствуют волноветровые характеристики. Ожидаемый эффект от применения: волны океана способны ежегодно генерировать 80 тысяч ТВт*ч электроэнергии. Для эффективного освоения этой потенциальной энергии – предназначена настоящая разработка.
б) «Стационарный преобразователь энергии морских волн». Суть изобретения: разработано инновационное устройство активного поплавкового типа без механических, гидравлических и пневматических передаточных звеньев. Преобразование энергии качания на волновой поверхности воды в электроэнергию осуществляется посредством разработанного инновационного сферического колебательного электрогенератора. Разработанные поплавки предназначены для установки на волновые платформенные электростанции типа Wave Star Energy (Дания), которая вырабатывает электроэнергию за счёт энергии подъёма и опускания поплавков на волновой поверхности моря. Полная энергия морской волны состоит из суммы кинетической энергии подъёма и опускания условного водоизмещающего тела и энергии угловых перемещений условного водоизмещающего тела, причём и та и другая энергия равны по величине. Предлагаемая конструкция поплавка, включающая в себя сферический линейный генератор, позволяет суммировать энергию подъёма – опускания поплавка и энергию угловых перемещений поплавка. Аналоги по назначению: существующие аналоги используют для выработки электроэнергии только энергию подъёма и опускания водоизмещающего тела на поверхности волны. Например: Wave Star Energy (Дания).
Технологии необходимые для изготовления: для изготовления предложенного преобразователя энергии морских волн в электроэнергию не требуется супер технологий. Изготовление может быть организовано на производственной базе, имеющей современное станочное и технологичное оборудование. Область применения: ввиду того, что ниша волновых электростанций на настоящий момент фактически свободна, область применения предлагаемого преобразователя чрезвычайно широка. Прибрежные зоны мирового океана. Ожидаемый эффект от применения: применение предлагаемых поплавков в составе платформенных волновых электростанций позволяет увеличить их производительность по электроэнергии на 100%.

1. Журнал «Альтернативная энергетика и экология» № 19-21 2017г.

2. Титов Л. Ветровые волны на океанах и морях. Природа и люди – 1912. - № 2.

3. Вершинский Н.В. Энергия океана. – М.: Наука, 1986.

4. Твайдел Дж., Уэйр А. Возобновляемые источники энергии: Пер. с англ. – М.: Энергоатомиздат, 1990.

5. Ш улейкин В .В. Краткий к урс ф изики м оря. – Л. Гидрометеоиздат, 1959.

6. Шулейкин В.В. Расчёт развития, движения и затухания тропических ураганов и главных волн, создаваемых ураганами. – Л. Гидрометеоиздат, 1978.

7. Голицын Г.С., Троицкая Ю.И. Институт физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН, Москва. Режим доступа: metod. meteor.ru

8. Сичкарёв В.И., Акуличев В.А. Волновые энергетические станции в океане. – М.: Наука, 1989.

9. Скворцов В.Е. Гироскопическое устройство. Патент РФ № 2626312.

10. Wavestar Неограниченная чистая энергия. Режим доступа: http://wavestarenergy.com/