Морской урожай энергии: 60 гигантских буёв хотят приручить волны
Исследователи из Германии и Австралии предложили способ эффективнее превращать энергию морских волн в электричество. В компьютерных моделях массив из 60 соединённых буёв смог улавливать до 90% потенциальной энергии волн — даже когда волны приходили с заметно разных направлений.
Идея выглядит масштабно: часть буёв может быть размером с небольшой дом. На поверхности воды они работают как плоские барабаны, а под водой соединяются с пружинными механизмами и генераторами, закреплёнными на морском дне. Движение буёв под воздействием волн преобразуется в электрическую энергию.
Ключевой элемент системы — индивидуальная настройка каждого буя. Его настраивают на определённую резонансную частоту: такой ритм волн, при котором колебания устройства становятся наиболее сильными и позволяют выработать максимум энергии. Профессор Мальте Петер из Аугсбургского университета сравнил принцип с качелями: если толкать ребёнка в правильный момент, он будет раскачиваться всё выше. С буем происходит примерно то же самое — волна должна прийти через подходящий интервал.
Но море, к сожалению, не обязано соблюдать расписание. Если крупная волна приходит в момент, когда буй ещё поднимается после предыдущей, часть энергии теряется. Ситуацию усложняют соседние буи: они меняют направление волн и влияют на движение друг друга.
Большой массив должен работать как своеобразное сито. Если конкретный буй не сможет эффективно принять волну, та продолжит движение и попадёт к другому устройству, настроенному лучше. Учёные рассчитывали положение буёв и их резонансные характеристики так, чтобы потери энергии были минимальными.
Концепция не возникла с нуля. Ранее часть этой команды уже создавала более простую двухмерную модель «буйной фермы». В новой работе исследователи перешли к трёхмерной модели, увеличили количество устройств и учли больше вариантов направления волн.
Однако до реального строительства пока далеко. Результат получен только в ходе моделирования и ещё не подтверждён испытаниями в море. По расчётам, один буй в такой системе мог бы обеспечивать электричеством несколько сотен домохозяйств. Но установка оборудования, его обслуживание, морская инфраструктура и проверка надёжности обойдутся дорого. Поэтому сначала потребуются полевые испытания и дополнительные исследования — море пока не подписывало договор о сотрудничестве.
PEREC.RU
Волновая энергетика давно выглядит как логичная идея: океан постоянно движется, а значит, в нём содержится огромный запас возобновляемой энергии. Проблема в том, что море не работает по расписанию. Волны меняют направление и высоту, приходят через разные интервалы, а взаимодействие соседних устройств может как помогать, так и снижать эффективность генерации.
Исследователи из Германии и Австралии предложили решить эту задачу с помощью крупного массива из 60 соединённых буёв. В компьютерной модели система смогла улавливать до 90% потенциальной энергии волн, в том числе при значительной изменчивости их направления. Часть буёв может иметь размер небольшого дома.
Конструкция предполагает плоские плавучие устройства на поверхности моря, соединённые с пружинными механизмами и генераторами на морском дне. Каждый буй настраивается на собственную резонансную частоту — ритм волн, при котором его движение становится наиболее сильным и позволяет получить больше электричества. Принцип похож на раскачивание качелей: если воздействовать в подходящий момент, амплитуда движения растёт.
Массив должен работать как система фильтрации. Волна, которую один буй не смог эффективно принять, продолжит движение и может попасть к другому устройству с более подходящей настройкой. Для этого исследователи рассчитывают расстояние между буями, их положение и резонансные характеристики, одновременно учитывая взаимное влияние устройств.
Работа развивает предыдущую модель команды: вместо двухмерной схемы авторы использовали трёхмерную, увеличили количество буёв и рассмотрели больше направлений волн.
Главное ограничение — проект пока не вышел за пределы компьютерных расчётов. В реальном море систему ещё не испытывали. По оценке авторов, один буй мог бы обеспечивать электричеством несколько сотен домохозяйств, но строительство, монтаж, обслуживание и проверка оборудования будут дорогими. Для подтверждения концепции необходимы полевые испытания и дальнейшие исследования.
Иными словами, учёные нашли многообещающий способ собирать энергию волн, однако между красивым результатом симуляции и надёжной морской электростанцией остаётся длинный, дорогой и солёный путь.
