https://bitly.su/47hr7
Если термин "возобновляемые источники энергии" имеет в виду море солнечных батарей или высокие ветряные турбины, то вы не одиноки. Все более распространенным становится улавливание энергии солнца и ветра. Потому что эти "чистые" источники энергии вырабатывают электроэнергию, не загрязняя воздух.
Столь же важно, чтобы они не выбрасывали углекислый газ в атмосферу. Этот парниковый газ улавливает солнечное тепло и способствует изменению климата.Но солнечная и ветровая энергетика терпит одно большое поражение: Они не всегда доступны. Солнце светит только днем. Ветер приходит и уходит.
Очень немногие места, где ветер достаточно постоянен, чтобы производить электроэнергию постоянно. И как бы легко это ни звучало, хранение энергии для последующего использования оказалось сложной задачей.
Но океанские волны? Как может сказать каждый, кто остался рядом с пляжем, волны бьются о берег утром, в полдень и ночь. И это делает их идеальными для круглосуточного производства энергии. Сейчас ученые выясняют, сколько энергии могут дать энергетические волны.
Когда ветер дует по поверхности воды, он создает волны. Если вы когда-либо видели белые шапки на океане или озере в ветреный день, вы видели это в действии. Ветер заставляет воду на поверхности качаться вверх и вниз. Даже если кажется, что вода перемещается из одного места в другое, на самом деле она не так уж и далеко.
Напротив, он перемещается кругами - вверх, вверх, до вершины волны, затем вниз, вниз, вниз, в другую сторону.Это правда, по крайней мере, когда вода очень глубокая, например, в океане. Эти мягко раскачивающиеся волны называются "волны". Но волны меняются, когда они приближаются к берегу.
По мере того, как вода становится мелководной, она больше не может перемещаться по кругу. Земля встает на пути. Вода ударяется о дно океана, раздавливая круг в овал. Как человек, спотыкающийся о что-то, вода "спотыкается" о землю. Верхняя часть церкви мимо дна. Волна "ломается", разбивается ближе к пляжу.
Что такое электрическая сеть?
Волновые энергетические системы используют движение воды для производства электричества. Некоторые типы таких устройств используют силу разрушающих волн. Другие используют опухоли. Другие используют давление волн вблизи дна океана.
Однако все они преследуют одну и ту же цель: преобразовывать энергию волн в электрическую энергию. Это электричество может быть использовано для питания электрической сети. Это сеть кабелей, которая передает электричество в дома и здания, чтобы мы могли им пользоваться.
Энергия волн ограничена областями, расположенными вблизи океана. В конце концов, кабели, которые несут электричество может быть только так долго. Но 40% мирового населения живет в пределах 100 километров (60 миль) от океана. Это означает, что волны могут питаться от множества источников света, телевизоров и планшетов.
Имея все эти перспективы в отношении энергии волн, исследователи проверяют, насколько хорошо различные типы генераторов преобразуют энергию океана в электричество. По пути они пытаются сделать так, чтобы в процессе не пострадали морские обитатели.
Энергия там, где она нужна.
Первый шаг к созданию энергии волн? Выяснить лучшее место для установки преобразователей энергии.
Не все прибрежные районы работают для выработки энергии волн. Форма суши под морем меняет размер и форму волн. Преобразователи волновой энергии также являются дорогостоящими. Лучшие места должны обладать большим количеством волн, но не настолько, чтобы преобразователи могли быть повреждены во время шторма.
Компьютерная модель
Чтобы найти лучшие сайты, ученые обращаются к компьютерным моделям. Джоао Морим Насименто и Ник Картрайт - инженеры-экологи в Австралии. Оба работают в Университете Гриффита в Саутпорте, Квинсленд.
Инженер-эколог работает над снижением уровня загрязнения и отходов. Пара хотела найти хорошее место для преобразователей волновой энергии вдоль юго-восточного побережья своей страны. Здесь расположено несколько крупных австралийских городов. Поскольку так много людей живет недалеко от побережья, эта местность может стать отличным местом для производства энергии волн.
Исследователи начали с существующей компьютерной модели под названием SWAN. SWAN был разработан исследователями из Делфтского университета в Нидерландах. Он предсказывает силу и местоположение энергии океанических волн. Для этого он учитывает такие факторы, как ветер, особенности дна океана и взаимодействие между многочисленными волнами.
Морим Насименто и Картрайт адаптировали SWAN к условиям юго-восточной Австралии. Они добавили подробности о глубине воды в пределах 50 километров (31 милю) от берега. Они также вводят данные о ветрах и волнах региона. Затем они протестировали эту модель, используя данные с буев в океане. Инженеры модифицировали модель до тех пор, пока она точно не предсказала количество энергии волн, регистрируемой буями.
Модель помогла команде найти "горячие точки" - места с тем, что Картрайт описывает как "изобилие энергии волн". Каждый участок находится в пределах 5 километров (3 миль) от берега на глубине не более 22 метров (72 фута). Они идеальны, объясняет он, потому что легче и дешевле доставить электроэнергию на берег с этих объектов, чем было бы гораздо дальше.
"В океане более чем достаточно природной энергии", - говорит он. "Задача состоит в том, чтобы использовать и превратить достаточное количество этого во власть", которое люди могут использовать. Частью этой проблемы является сам океан. Волны постоянно стучат по оборудованию. Аппаратное обеспечение также может испытывать некоторые экстремальные погодные условия. Очень большие штормовые волны могут повредить конвертеры, говорит Картрайт. И, добавляет он, соленая морская вода разъедает или разрушает любые металлические части.
Морской ковер
Ученые и инженеры пытаются различными способами преодолеть эти трудности. Их идеи привели ко многим типам дизайнерских решений. Некоторые преобразователи плавают на поверхности, привязанные к волно-генераторам на дне океана. Другие прикрепляют один конец к морскому дну, а другой свободно переворачивается из стороны в сторону по мере того, как волны омывают его. Другие используют давление воздуха или воды для выработки электроэнергии.
Ковер волн лежит у побережья в воде на глубине около 18 метров (60 футов). Когда волны проходят через верхнюю часть, ковер движется вместе с ними и поглощает их энергию.
Одна из новейших систем выглядит немного похожей на плоский ковер. Мохаммад-Реза Алам и его команда из Калифорнийского университета в Беркли спроектировали конвертер, имитирующий грязное морское дно. Места с большим количеством грязи хорошо поглощают поступающие волны, объясняет Алам. Рыбаки на мелководье часто направляются в мутные районы при сильных погодных катаклизмах. Лодки, висящие там, защищены от больших волн, когда они выходят из шторма.
Если грязь может поглотить столько энергии, рассуждает Алам, то преобразователь энергии, который действует как грязь, должен сделать то же самое. Это сделает его чрезвычайно эффективным при сборе энергии волн.
Части его конвертера изготовлены из гладкого листа резины. Он лежит рядом с морским дном, где может сгибаться и сгибаться вместе с волнами. При движении вверх и вниз он толкает столбики внутрь и наружу поршневого насоса. Насос преобразует движение поршня в электричество, которое затем проходит по кабелю к электрической сети.
По словам Алама, ковер способен удалить почти всю энергию из волн. И он мог бы снабжать электроэнергией множество домов. Каждый час, говорит он, "каждый квадратный метр ковра может получить около 2,5 киловатт [электроэнергии] из воды недалеко от побережья Калифорнии". Это в два раза больше электричества, потребляемого типичным американским домом каждый час.
"Если мы хотим получать такую же энергию от солнечной энергии, - говорит Алам, - нам нужно 14 квадратных метров 151 квадратный фут солнечных батарей." Это в 14 раз больше! Он говорит, что полноразмерный ковер-волокно, вероятно, будет иметь ширину 10 метров (33 фута) и длину 20 метров (66 футов). Таким образом, она должна быть способна вырабатывать 500 киловатт электроэнергии в час - достаточно для круглосуточного электроснабжения более 400 домов - круглосуточно.
В других местах, таких как Северная Европа, есть более энергичные волны. Значит, ковер с волнами может вырабатывать больше электричества, отмечает Алам. С другой стороны, более слабые волны в таких местах, как Мексиканский залив, не могли накачать столько электроэнергии в электросеть.
Прикованная к морскому дну, вся конструкция находится чуть выше морского дна. Так что это совершенно вне поля зрения. Это важно для многих людей, которые проводят время на пляже. Им не нравится видеть большие энергогенерирующие сооружения (такие как ветряные турбины), когда они выходят в плавание или плавание.
На самом деле, многие ветряные электростанции расположены далеко от берега, так что люди, наслаждающиеся пляжем, их не видят. Ковер волны, однако, может находиться близко к берегу. Это означает, что кабели, подающие электроэнергию в сеть, могут быть намного короче. И поэтому электричество, вырабатываемое ковром, должно стоить дешевле.
https://bitly.su/JSVZc
Хорошо для окружающей среды?
Нет сомнений, что поиск новых возобновляемых источников энергии полезен для окружающей среды. Меньше загрязнения и меньше парниковых газов полезно для людей, растений и животных. Однако чистые источники энергии все еще могут создавать проблемы.
Ветровые турбины могут, например, мешать перелетным птицам и летучим мышам. (По некоторым оценкам, сотни тысяч этих животных могут ежегодно умирать от столкновений с массивными вращающимися лопастями). Меньшая высота преобразователей энергии волн означает, что они, вероятно, не будут мешать мигрирующим животным. Но "мы должны тщательно обдумать их взаимодействие с морской средой", - говорит Дебора Гривз.
