Для того чтобы считать устройство точечным преобразователем, вовсе не важно, какой принцип лежит в основе его работы. Достаточно, чтобы длина и ширина устройства были значительно меньше длины волны и чтобы эффективность работы его либо принципиально не зависела от направления движения волн, либо устройство могло самостоятельно отслеживать изменение этого направления и переориентироваться в пространстве. Особенный интерес к точечным преобразователям связан с тем, что они не только могут обладать достаточно высокими КПД преобразования, использоваться как в одиночку, так и совместно, образуя целые энергосистемы, но и с тем, что они собирают энергию с участка фронта волны, превышающего их линейные размеры и могут применяться в качестве волнозащитных устройств.[ ...]
Чтобы точечный преобразователь был достаточно эффективным, движение его поглощающего элемента должно быть согласовано с движением водной поверхности. Этот элемент должен быть непременно подключен к демпфирующей системе, извлекающей полезную мощность, а механические характеристики устройства должны перестраиваться при изменении волновых условий [43].[ ...]
Это выражение связывает высоту волны Н, ее длину к и период Т с максимальным углом поворота воспринимающей энергию волн секции ф,„ ее моментом инерции /, передаточным числом редуктора и параметрами генератора — числом витков обмотки Лг, индуктивностью емкостью С, величиной максимального магнитного потока через сечение обмотки Ф и полным сопротивлением электрической цепи 7?.[ ...]
Варьируя емкостью, сопротивлением и моментом инерции, в такой системе можно добиться выделения максимальной мощности на нагрузке при изменении параметров волн в определенном диапазоне. Такой же принцип регулирования параметров позволяет вывести систему из резонанса (снизить добротность колебательного контура) в случае превышения расчетного значения энергии волн.[ ...]
Вариант конструкции буя, в котором реализован описанный принцип, приведен на рис. 6.8. В основе преобразователя — свободно плавающий на поверхности сферический поплавок, движущийся относительно штанги, закрепленной на дне с помощью универсального шарнира. С помощью управляемого захвата на поплавке в определенные моменты времени, устанавливаемые микропроцессором в зависимости от сигнала датчика давления, поплавок фиксируется на штанге. Демпфирование движения буя и преобразование энергии осуществляются за счет работы воздушного насоса внутри полости буя, приводимого в действие колеблющимся столбом жидкости. Регулирование движения газа через турбину, имеющую перестраиваемый угол атаки крыльев, достигается с помощью клапанов.[ ...]
Наиболее уязвимый элемент преобразователя — захват, который должен выдерживать в среднем до 6-106 срабатываний в год.[ ...]
Испытания преобразователя были выполнены на модели в масштабе 1 : 10 на нерегулярных волнах. Испытания дали довольно хорошие результаты, хотя из-за несовершенства системы управления в некоторых случаях фазы колебаний буя и волн несколько отличались. В настоящее время разрабатывается полноразмерная модель буя и проектируется воздушная турбина, рассчитанная на вращение с частотой вращения 50 с-1 и непосредственно связанная с асинхронным трехфазным электрогенератором установленной мощностью 400 кВт.[ ...]
В случае сильного шторма достаточно отключить автоматику захвата этого преобразователя, чтобы, снизив его эффективность, предохранить от разрушения.[ ...]
Несмотря на достоинства, описанная выше система не свободна от недостатков. Наиболее серьезные из них — наличие «мертвого» достаточно массивного якоря, сложного узла универсального шарнира, работающего под водой в условиях знакопеременных нагрузок, наличие прочной штанги, которая должна выдерживать значительные напряжения при верхнем положении буя. Вообще, и это отмечают многие исследователи, якорные устройства плавучих волновых преобразователей — элемент, надежность работы которого зачастую определяет саму возможность применения некоторых из них. В этой связи большое значение приобретают поиски технических решений, позволяющих упростить якорные устройства, снизить их массу и требуемую прочность тросов.[ ...]
К таким решениям относятся конструкции самопозиционирую-щихся преобразователей, снабженные заглубленными платформами, относительно которых происходит перемещение плавучих буев, либо даже динамическими якорями и не требующие значительных усилий для удержания.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Индукционные волновые генераторы в виде точечных буев |
 |
| Оптимизация движения вертикально колеблющегося поплавка. |
 |