Энергия волн океана

Энергия волн - это энергия, которая заключена в волнах на поверхности океана. Ее можно использовать для совершения механической работы, а следовательно - перекачки воды, добычи электроэнергии. Такой вид энергии является на 100% возобновляемым.

Мерой измерения мощности волновой энергии является кВт на погонный метр - кВт/м. Удельная мощность энергии волн в разы больше ветровой и солнечной энергии. Обычная средняя мощность волнения океанов составляет около 15 кВт/м. Мощность растет с ростом высоты волн и при 2 м может достигать 80 кВт/м. Конечно, всю энергию преобразовать в электричество невозможно, однако коэффициент преобразования выше, чем у воздуха, и может доходить до 85%.

Если сравнивать источники, то мощность энергии Солнца конечно же больше, чем мощность всех океанов. Однако удельная мощность генераторов, работающих на волнах, может быть в разы больше других альтернативных источников.

Несмотря на схожую природу процесса, энергию волны отличают от энергии океанических течений и приливов. В данный момент добыча энергии из волн находится только на стадии развития. Проводятся эксперименты и исследования в этой сфере.

Потенциал использования энергии волн

Энергия приливов значительно меньше энергии морских волн. Прибрежные страны, имеющие протяженные береговые линии могут получать до 5% требуемой энергии из океанических и морских волн. В Англии уже есть волновой генератор Oyster. Существует проблема непостоянности таких источников энергии. Избыточная энергия может использоваться для производства алюминия и выработки водорода.

Основной принцип добычи энергии из волн - преобразование во вращательное движение движений вверх-вниз. Важно, чтобы большая часть оборудования размещалась на суше. Недавно был выдан патент на устройство, преобразующее движения поплавка во вращательное движение. Это устройство способно передавать вращение оборудованию на берегу. Также возможно соединение этих механизмов в общий для увеличения суммарной мощности на выходе

Энергия волн — энергия волн на поверхности океана, используемая для совершения полезной работы — генерации электроэнергии, опреснения воды и перекачки воды в резервуары. Энергия волн — возобновляемый источник энергии.

Мощность волнения оценивают в кВт на погонный метр, т.е. в кВт/м. По сравнению с ветровой и солнечной энергией энергия волн обладает гораздо большей удельной мощностью. Так, средняя мощность волнения морей и океанов, как правило, превышает 15 кВт/м. При высоте волн в 2 м мощность достигает 80 кВт/м. То есть, при освоении поверхности океанов не может быть нехватки энергии. Конечно, в механическую и электрическую энергию можно использовать только часть мощности волнения, но для воды коэффициент преобразования выше, чем для воздуха - до 85%.

Волновая энергия представляет собой сконцентрированную энергию ветра и, в конечном итоге, солнечной энергии. Мощность, полученная от волнения всех океанов планеты, не может быть больше мощности, получаемой от Солнца. Но удельная мощность электрогенераторов, работающих от волн, может быть гораздо большей, чем для других альтернативных источников энергии.

Несмотря на схожую природу, энергию волн принято отличать от энергии приливов и океанских течений. Выработка электроэнергии с использованием энергии волн не является распространенной практикой, в настоящее время в этой сфере проводятся только экспериментальные исследования.

Представляет интерес и использование энергии волн для движения судов (движители волновые).

Энергия морских волн значительно выше энергии приливов. Приливное рассеяние (трение, вызванное Луной) составляет порядка 2,5 ТВт. Энергия волн значительно выше и может быть использована значительно шире чем приливная. Страны с большой протяженностью побережья и постоянными сильными ветрами, такие как Великобритания и Ирландия, могут генерировать до 5 % требуемой электроэнергии за счет энергии волн. Избыток генерируемой энергии (общая проблема всех непостоянных источников энергии) может быть использована для выработки водорода или алюминия. Основной задачей получения электроэнергии из морских волн-это преобразование движения вверх-вниз во вращательное для передачи непосредственно на вал электрогенератора с минимальным количеством промежуточных преобразований,при этом,желательно,чтобы большая часть оборудования находилась на суше для простоты обслуживания.Недавно выдан Российский патент № 82283 на механизм позволяющий преобразовывать движения качания поплавка на волнах с любой амплитудой во вращение.Выходной вал устройства вращается как от движения поплавка вниз так и вверх.Механизм находящийся на берегу соединяется с поплавком штангой.Кроме того механизмы можно секционировать на общий вал для получения большей суммарной мощности.

 Волнение обычно разделяют на три типа: ветровые волны, которые находятся под непосредственным воздействием ветра, волны зыби, которые наблюдаются после прекращения ветра или после выхода волн из зоны действия ветра, и смешанное волнение, когда ветровые волны накладываются на волны зыби.

 Поскольку ветры над морем изменчивы по скорости и направлению, ветровое волнение пространственно неоднородно и существенно изменчиво во времени. При этом волновые поля еще более неоднородны, чем ветровые, так как волны могут прийти в тот или иной район одновременно из различных зон зарождения.

 В последние годы наука существенно продвинулась в познании ветрового волнения и разработан ряд методов (статистический, спектральный и др.) количественного описания вероятностной структуры изменчивости и неоднородности волнового поля. При этом широко использованы достижения теории вероятностей, гидромеханики, математической статистики.