Vågkraftverk

Vågkraftverk (WPP)  är ett kraftverk beläget i vattenmiljön, vars syfte är att få elektricitet från vågornas kinetiska energi .

Vågornas energipotential uppskattas till mer än 2 terawatt [1] .

Historik

• 1799 - Den första patentansökan för en vågkvarn. Ansökan inlämnad i Paris , Frankrike. [2]
• 1880–1900 – Många försök att använda vågenergi för att generera elektricitet. [3]
• 1973 - Ökat intresse för vågenergi efter oljekrisen .
• 2008 - Det första vågkraftverket togs i kommersiell drift i Portugal. [4] [5]

Konstruktion

Huvuduppgiften för att erhålla elektricitet från havsvågor är att omvandla upp- och nedrörelsen till roterande, för överföring direkt till axeln på den elektriska generatorn med ett minimum antal mellanliggande omvandlingar, medan det är önskvärt att det mesta av utrustningen är på land för att underlätta underhållet.

• Float - producera energi på grund av rörelsen av en flytande flottör när den höjs av en våg;
• Turbin - på grund av turbinens rotation , driven av luft, förskjuts den av en våg från en speciell kammare;
• Hydraulisk - på grund av rörelsen av hydrauliska kolvar i omvandlare;

• Oscillerande vattenpelare (kolumn av oscillerande vatten).

Fördelar och nackdelar med vågenergi

Det finns ett problem förknippat med det faktum att när man skapar vågkraftverk böjer stormvågor och krossar även stålbladen på vattenturbiner. Därför är det nödvändigt att tillämpa metoder för att artificiellt minska kraften som tas från vågorna.

Fördelar:

• Vågkraftverk kan fungera som vågbrytare och skydda hamnar, hamnar och kuster från förstörelse;
• Lågkraftiga vågelektriska generatorer av vissa typer kan installeras på väggarna i pirer , brostöd , vilket minskar vågornas inverkan på dem;
• Eftersom den specifika kraften hos vågor är 1-2 storleksordningar högre än vindens specifika kraft, kan vågenergi vara mer lönsam än vindenergi .

Brister:

• Vad gäller socioekonomiska problem kan vågenergi (närmare bestämt vissa typer av generatorer) leda till att fiskare förskjuts från produktiva fiskeområden och kan utgöra en fara för säker navigering. [6]

WPPs i drift och under uppbyggnad

Första vågkraftverket

Det första vågkraftverket Aguçadoura Wave Farm öppnades officiellt av den portugisiske ekonomiministern den 23 september 2008 . Det ligger i regionen Agusadora ( Portugal ), norr om Porto , på ett avstånd av 5 kilometer från kusten [4] [5] [7] . Effekten av detta kraftverk är 2,25 MW , vilket räcker för att ge el till cirka 1 600 hem [4] .

Kraftverksprojektet tillhör det skotska företaget Pelamis Wave Power , som 2005 tecknade ett kontrakt med det portugisiska energibolaget Enersis om att bygga ett vågkraftverk i Portugal [8] , kontraktsvärdet var 8 miljoner euro [8] . Till en början antogs att stationen skulle tas i drift 2006 [8] , men utbyggnaden av kraftverket skedde 2 år senare än planerat [4] .

I framtiden var det planerat att lägga till ytterligare 25 omvandlare till de tre befintliga omvandlarna, vilket kommer att öka kraftverkets kapacitet från 2,25 till 21 MW [4] [9] , denna kapacitet kommer att räcka för att ge el till 15 tusen hus och minska koldioxidutsläppen med 60 tusen ton per år. [fyra]

Två månader senare uppstod problem vid kraftverket, som ett resultat av att det demonterades [10] .

Kraftverket består av tre enheter [4] som kallas Pelamis P-750. Dessa är stora flytande föremål av serpentintyp, storleken på varje är [8] :

• längd - 120 meter;
• diameter - 3,5 meter;
• vikt - 750 ton;
• omvandlareffekt - 750 kW [11] [12] ; specifika egenskaper: effekt 1 kW/ton och 650 W per m³ konstruktion.

Pelamis P-750 består av sektioner, hydraulkolvar är fixerade mellan sektionerna. Inom varje sektion finns även hydraulmotorer och elgeneratorer . Under inverkan av vågor svänger omvandlarna på vattenytan, och detta får dem att böjas, för vilka strukturerna började kallas "havsormar" ("havsorm") [13] . Rörelsen av dessa anslutningar driver de hydrauliska kolvarna, som i sin tur driver oljan. Oljan passerar genom hydraulmotorerna. Dessa hydrauliska motorer driver elektriska generatorer som producerar elektricitet [8] [11] .

Andra

• 2009 togs ett vågkraftverk i drift på Orkneyöarna (en skärgård nordost om Skottland) [14] ;
• Vindkraftpark Mutriku Breakwater Wave Plant i Baskien , Spanien, vid kusten av Biscayabukten ; togs i drift i juli 2011 (betongpir med kolv-i-cylinder- luftskruvomvandlare , oscillerande vattenpelare );
• Oyster Wave Generator , världens största vågkraftgenerator, i Storbritannien;
• I Storbritannien, på öns södra spets, byggs ett vågkraftverk på 20 MW Wave Hub [15] ; projektet är fryst (inställt?) under 2018

Ryska utvecklingen

På Moskvas territorium kan konstruktionen av ett produktionsforskningsföretag startas, som kommer att utveckla en modul för ett flytvågkraftverk. Investeraren planerar att bygga en pilotanläggning, som inkluderar ett produktionsforskningslaboratorium. [16]

UrFU- forskare har utvecklat ett mobilt vågkraftverk [17] . 2014 började testningen i Vityaz Bay vid Cape Schultz Marine Experimental Station vid Pacific Oceanological Institute uppkallad efter A.I. VI Ilchev FEB RAS, belägen på Gamow-halvön (Primorye) [18] .

En annan rysk utveckling av ett vågkraftverk presenterades i april 2013. Detta är en flytkapsel som ligger i det öppna havet, som, när den svänger på en våg, producerar elektrisk energi. Företaget "Ocean RusEnergy" från Jekaterinburg lyckades uppnå unika resultat i specifika egenskaper - mer än 4 kW per ton våggeneratorvikt [19] . Den 4 december 2014 fick företaget det årliga företagspriset "Årets startup" som det bästa affärsprojektet i Sverdlovsk-regionen.

Utrustningstillverkare för våg- och tidvattenkraftverk

• Voith Siemens Hydro Power Generation ;
• Marine Current Turbine [20] ;
• Ocean Power Delivery Ltd [21] - tillverkare av Pelamis;
• Ocean RusEnergy [22] ;
• Wavegen [23] ;
• Ocean Power Technologies [24] ;
• AquaEnergy Group Ltd [25] .

Se även

• havsvågsenergi
• tidvattenkraftverk
• Alternativ energi / Förnybar energi

Litteratur

• Bray, James. Vind- och havskraftgeneratorer: [ eng. ]  / James Bray, Ruben Fair, K. Haran // IEEE Transactions on Applied Superconductivity : J. - 2014. - Vol. 24, nr. 3 (juni). — S. 1–7. — ISSN 1051-8223 . - doi : 10.1109/TASC.2013.2282698 .
• Aleksashina, Victoria Vasilievna. Utsikter för utvecklingen av världens energi och problemen med att upprätthålla ekologisk balans i biosfären  : Del II. Alternativ energi // Akademia. Arkitektur och stadsplanering: tidskrift. - M .  : Ryska akademin för arkitektur och byggnadsvetenskap, 2013. - Nr 3. - P. 60–71. — ISSN 2077-9038 .
• Thorpe, TW En översikt över vågenergitekniker  : status, prestanda och kostnader: [ ark. 7 oktober 2009 ] // Vågkraft: Moving Towards Commercial Viability: [ eng. ]  / PEP (Professional Engineering Publishers). - Wiley, 2000. - Maj. — 118 sid. - ISBN 978-1-860-58305-6 .

Anteckningar

1. ↑ Thorpe, 2000 .
2. ↑ Business: Waking Up to Wave Power Arkiverad 20 januari 2011 på Wayback Machine // " Time "
3. ↑ Vinka och tidvattenenergiexperiment i San Francisco och Santa Cruz . Tillträdesdatum: 3 maj 2011. Arkiverad från originalet 2 oktober 2008. (obestämd)
4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Världens första kommersiella vågkraftverk öppnar i Portugal Arkiverad 16 februari 2016 på Wayback Machine // Membrane , 24 oktober 2008
5. ↑ 1 2 Pelamis Wave Power // The Guardian , 18 september 2008
6. ↑ Stephen Hackett . "Economic and Social Considerations for Wave Energy" Arkiverad 26 maj 2009 på Wayback Machine // California Energy Commission, november 2008
7. ↑ Skapar vågor: Storbritanniens företag utnyttjar havets kraft... i Portugal . Hämtad 7 maj 2011. Arkiverad från originalet 13 november 2012. (obestämd)
8. ↑ 1 2 3 4 5 Svängande drakar för att ge Portugal vågkraft Arkiverad 16 februari 2011 på Wayback Machine // 24 maj 2005
9. ↑ Babcock, EDP och Efacec ska samarbeta om vågenergiprojekt Arkiverad 25 maj 2015 på Wayback Machine // Bloomberg 23 september 2008
10. ↑ Mest kraftfulla projekt för förnybar energi 2012 . Det kraftfullaste vågkraftverket (2,25 MW) . ekopower.ru - Ekoblogg . Hämtad 15 augusti 2019. Arkiverad från originalet 19 maj 2018. (ryska)
11. ↑ 1 2 Vågkraft levererar el till elnätet Artikel från tidningen The Guardian. Skrivet den 24 augusti 2004
12. ↑ Frågor och svar: Wave power // The Guardian, 29 april 2008
13. ↑ Svängande drakar för att ge Portugal vågkraft . Hämtad 24 november 2014. Arkiverad från originalet 3 december 2014. (obestämd)
14. ↑ Världens största våggenerator lanserad i Orkney -arkivkopia daterad 25 april 2011 på Wayback Machine // Membrane 27 november 2009
15. ↑ Storbritannien bygger det största vågkraftverket Arkiverat 25 april 2011 på Wayback Machine // Membrane , 16 juli 2009
16. ↑ Ett företag kan dyka upp i "nya Moskva" som kommer att utveckla en vågkraftverksmodul . moscowbig.ru. Hämtad 22 juli 2016. Arkiverad från originalet 19 augusti 2016. (obestämd)
17. ↑ Havsenergi kommer att hjälpa . universitetsforskare skapar ett mobilt kraftverk . UrFU (13 september 2017) . Hämtad 19 oktober 2017. Arkiverad från originalet 19 oktober 2017. (ryska)
18. ↑ Det första experimentella vågkraftverket i Ryssland dök upp i Primorsky-territoriet i Ryska federationen . Neftegas.RU (6 november 2014). Hämtad 15 augusti 2019. Arkiverad från originalet 15 augusti 2019. (ryska)
19. ↑ Ryskt företag utvecklar mobil vågenergigenerator Arkiverad 11 maj 2013 på Wayback Machine // offshorewind.biz
20. ↑ marineturbines.com - Marine Current Turbine . Hämtad 18 maj 2021. Arkiverad från originalet 1 maj 2017. (obestämd)
21. ↑ Ocean Power Delivery Ltd [1] Arkiverad 3 oktober 2021 på Wayback Machine
22. ↑ Ocean RusEnergy är en tillverkare av ryska våggeneratorer
23. ↑ Wavegen . Hämtad 2 oktober 2021. Arkiverad från originalet 2 oktober 2021. (obestämd)
24. ↑ Ocean Power Technologies . Hämtad 2 oktober 2021. Arkiverad från originalet 3 oktober 2021. (obestämd)
25. ↑ AquaEnergy Group Ltd. Hämtad 2 oktober 2021. Arkiverad från originalet 2 oktober 2021. (obestämd)