Энергию из морских волн научились извлекать в Японии

Фото из открытых источников

Японскими специалистами из университета Осаки представлено инновационное устройство для генерации энергии из морских волн. Это гироскопический преобразователь волновой энергии (GWEC). Изобретение, уверены его авторы, откроет новые пути в кластере возобновляемой энергетики, где продуктивность ныне действующих волновых преобразователей часто ограничена узким диапазоном рабочих условий.

Основной элемент нового устройства — это вращающийся маховик, что размещен внутри плавающей конструкции. Принцип его действия базируется на гироскопической прецессии: волны заставляют платформу двигаться вверх-вниз, и маховик меняет направление вращения. Что приводит в действие генератор, вырабатывающий электроэнергию.

Привычные устройства, функционирующие на энергии волн, нередко не справляются со своей задачей на фоне постоянно изменяющихся в океане условий. Но японские учёные уверены, что гироскопическую систему можно настраивать так, чтобы она добивалась высокого поглощения энергии даже при изменении частоты волн.

Для оценки потенциала GWEC эксперты применили теорию линейных волн, применив моделирование взаимодействия между морскими волнами, плавающим телом и гироскопом. Аналитика дала возможность определить наиболее приемлемые параметры управления.

Испытания модели показали, что при грамотной настройке система сможет обеспечить КПД до 50% в ходе поглощения волновой энергии, причём, на любой частоте волн. Этот показатель соответствует фундаментальному пределу, что определён теорией волновой энергии. Явным преимуществом GWEC является то, что устройство выходит на данный предел в широком диапазоне частот, а не только в резонансной среде.

Полученные в ходе изысканий данные подтверждают, что у преобразователя сохраняется высокая эффективность в зоне резонансной частоты, совпадающей с природным ритмом океанских волн.

Исследование представленно в Journal of Fluid Mechanics. Его итоги демонстрируют, что при оптимальной настройке гироскопических параметров можно добиваться максимальной эффективности. Что крайне актуально сегодня, для поисков надежных возобновляемых источников в условиях сложных климатических перекосов.