代替エネルギー源としての波力エネルギー。波力発電所

波力エネルギーは、波が水面を運ぶエネルギーです。発電に適した無尽蔵の電源です。波力エネルギーを電気に変換するために、波力発電所が建設されています。それらは水に直接取り付けられます。

将来的には、波の発生により、沿岸地域では年間4 TW、外洋では最大数十TWが生成される可能性があります。

現象の性質

波の形成は、日光への暴露の結果です。太陽は気団を加熱し、それによって気団は宇宙を移動します。オーバーフローの過程で、空気が海面に接触し、波の出現を開始します。

特定の波軸のエネルギー強度は、次の要素によって決定されます。

風の力;
突風の持続時間;
エアフロントの幅。

1波のエネルギー強度の最大値は1mあたり100kWに達します。この指標は浅瀬で大幅に減少します。これは、貯水池の底の摩擦によって説明されます。

古典的な波力発電所の動作原理

ウェルズエアタービンを備えた振動水柱は、古典的で最も開発されたタイプの波力発電所です。同様の機器は、海上と沿岸域の両方で正常に動作します。

動作原理は、固定モデルとフローティングモデルの両方で同じです。半分水に沈められたチャンバー内の波が水位を上げます。ユニットの内部容積が水で満たされているため、内部の空気が圧力下で容器から押し出されます。結果として生じる空気の流れは、リバーシブルタービンのブレードを通過します低圧ウェルズ。水のロールバックがあると、空気はチャンバーに戻り、同じタービンブレードをすべてバイパスします。井戸は、波の移動方向に関係なく、タービンシャフトの回転方向の維持を実現し、発電機シャフトへのトルクの伝達の継続性を保証します。

アランアーサーウェルズタービンは、複雑なピッチ測定メカニズムとバルブシステムを排除します。ユニットは対称的なセクションとブレードの比較的大きな迎え角を持っています。一般に、このメカニズムは次の特徴があります。

空気の流速に対する回転速度の比率が低い。
高い抗力係数;
定期的な停電;
40〜70％のレベルでの効率。
騒々しい-彼らが作る音は巨大な器官の音に匹敵します。

古典的なモデルの改善

そのようなユニットの動作原理は変更されていません。設計者は、最大の圧縮を達成するためにカメラのアーキテクチャを変更しようとしています気団彼女の中。改良されたカメラモデルでは、水域の状態に応じてボリュームとジオメトリを変更できます。

このアイデアの有効性は、理論的にも実際的にも証明されています。その結果、波高の低下による局電力の変動をなくし、暴風雨時の過負荷や破壊から機器を保護することができました。

「呼吸」室を備えたこのようなステーションは、ポルトガル沿岸沖の大西洋で運用されています。 750 kWの容量は、約1,000世帯に電力を供給するのに十分です。そこに巨大な沿岸生成カスケードを作成することが計画されています。

将来的には、このタイプの浮波ステーションは、両方のタイプの発電所に単一のアンカーシステムを使用して、風力発電所が稼働する場所に建設される予定です。

ブイ発電機

Ocean Power Technologies（OPT）（スコットランドのエンジニアリング会社）は、PowerBuoyPB150を発表しました。これは長さ42mの巨大なブイで、11メートルのフロートとアンカーシステムによって保持されています。 1つのステーションの電力は150kWです。

ユニットは、垂直方向の振動を電気に変換することができます。ブイ発電機の水中部分は、アンカーシステムによって下部に固定されています。フロートは海水の変動に合わせて上下に動き、可動ロッドに固定されています。ロッドはリニア発電機の一部であり、固定子巻線の通過中に電気を生成します。

センサーシステムを搭載しているため、波の力、高さ、周波数に応じてロッドのストロークを手動で調整できるため、機器の最も合理的な操作が可能です。激しい嵐の時期の事故を避けるために、フロートロッドは自動的にブロックされます。

配備場所には、タグボートでユニットが配送されます。共通のアンカーシステムと単一の電源回路を使用して並べて設置されたいくつかの同様のブイは、ウェーブファームを形成します。 10 MWシステムを設置するには、0.125平方キロメートルの水面が必要です。最初のそのようなブイは33に置かれました海里インバーゴードン（スコットランド）から。機能している発電機の近くの環境の分析は、それが環境的に中立であることを示しました。

長所と短所

波力エネルギーの利点：

波力発電所は、保護する波吸収体を置き換えることができます海岸線破壊による沿岸構造物。
低電力の波力発電機は、波の力を利用して、橋の支柱、バースに直接取り付けることができます。
波の比出力は、風の比出力よりもそれぞれ1〜2桁高くなります。波力エネルギー風車よりも儲かる可能性があります。

短所：

嵐の波が水車のブレードを押しつぶす可能性があります。この問題は、波に含まれるパワーを人為的に減らす方法によって解決されます。
いくつかのタイプの発電機は本当の脅威ナビゲーションの安全のため。
設置場所で特定のタイプユニット産業漁業は不可能になります。

海の波の動きは、素晴らしい量のエネルギーの放出を伴います。しかし、人類はまだこのエネルギーを自分たちの目的のために効果的に処理する方法を学んでいません。最も成功したものの1つこの瞬間試み-波 oceanlinx発電所オーストラリアのポートケンブラ市の海域で。

現在、世界で6つの波力発電所がテストされています。オーストラリア沖のOceanlinx発電所は、2005年に操業を開始しましたが、その後、再建と再設備のために解体され、現在、操業を再開しています。

波力発電所の動作原理は、波力発電所を通過する波が特別なチャンバーをインパルスで水で満たし、このチャンバーに含まれる空気を押しのけることです。加圧された圧縮空気がタービンを通過し、タービンのブレードを回転させます。その結果、電気が発生します。

波力発電所の効率を決定する主な要素はタービンです。波の移動方向とその強さは絶えず変化しているため、従来のタービンは波力発電には不向きです。したがって、OceanlinxステーションはDenniss-Auld可変角度タービンを使用します。

Oceanlinx発電所の1つには、100kWから1.5MWの電力（ピークモード）があります。ポートケンブラの施設は、450kWの電力を市内の電力網に供給しています。

波力発電所は、水塊の運動エネルギーから電気を得るために水生環境に設置された発電所です。海には巨大なエネルギーがありますが、人間はそれをマスターし始めたばかりです。これは波力発電所が実行するタスクです。

動作原理

波力発電所の動作原理は、波の運動エネルギーを電気エネルギーに変換することに基づいています。このようなステーションを配置するには、操作と設計の原則が異なるいくつかの方法があります。

ロシアの波力発電所

ロシアでは、海岸にアクセスできるすべての国と同様に、長年の落ち着きの後、波力発電所を含む再生可能エネルギー源への関心が戻ってきています。

我が国初の発電所、波力エネルギーの変換に基づいて、が組み込まれています
2014年極東ガモフ半島の沿海地方で。これは普遍的なステーションであり、方向付けられた水塊のエネルギーだけでなく、自然の潮汐のエネルギーも変換することができます。

わが国の関係省庁は、州の指導者とともに、2020年までのグリーンエネルギー開発計画を策定しました。これによれば、代替エネルギー源は、国内で生成される総電力量の最大5％を占めることになります。このプランには、さらなる開発波力発電所。

世界の波力発電所

波に乗った世界初の発電所は1985年にノルウェーに登場し、その容量は500kWでした。

波力エネルギーを利用して生産する世界初の産業用発電所
電気エネルギーは、オーストラリアではOceanlinxと見なされています。 2005年に運用を開始し、その後再建され、2009年に再び稼働を開始しました。ステーションの操作は「振動水柱」の原理に基づいています。プラントの電力は現在450kWです。

最初の商用波力発電所は、2008年にポルトガルのアグサドールで操業を開始しました。これは、直接使用する先駆的なインストールです力学的エネルギー波。ステーションの動作は「振動体」の原理に基づいています。プロジェクトを開発しましたイギリスの会社ペラミス波力発電所の電力は2.3MWであり、追加のセクションを取り付けることで電力を増やすことができます。

世界最大の波力発電所WaveHubは英国に建設され、コーニッシュ半島の沖にあります。発電所には、それぞれ150kWの容量を持つ4台の発電機が装備されています。ステーションの動作は「振動体」の原理に基づいています。

なぜそれが有益なのですか？

の既存の世界人々は、発電するときに再生可能エネルギー源を使用する必要性についてますます考えています。そのようなオプションの1つはエネルギーです。海の波。世界の海洋には大きな可能性があり、そのエネルギーが必要なエネルギー消費量のほぼ20％を提供できるという事実を考慮すると、「グリーン」の開発エネルギーは私たちの時代に可能な限り関連しています。

これは、次の理由で説明できます。

地球の天然資源は枯渇の危機に瀕しており、石炭、石油、ガスなどの伝統的なエネルギー源の埋蔵量は終わりに近づいています。
原子力エネルギーは、その潜在的な危険性のために、適切に分配されていません。
「グリーン」エネルギーは環境に害を及ぼすことはなく、再生可能です。
波力発電所のポテンシャルは200万MWと推定されており、これは稼働中の1000の原子力発電所に匹敵する容量です。

世界中の科学者は、海洋波エネルギーを変換する方法の改善に取り組んでおり、上記の理由は、これらの研究を継続するための重要な議論です。

使用の長所と短所

どのユニットにも、常にその使用のプラス面とマイナス面があり、その使用の適切性を決定するのはこれらのパラメーターの比率です。波力発電所例外ではありませんが、このエネルギー源を使用することの長所と短所を考慮してください。

それを使用する利点は次のとおりです。

このタイプの発電所の欠点は次のとおりです。

低電力生成エネルギー;
によって引き起こされる仕事の不安定な性質大気現象環境で;
船舶の通行や商業漁業に危険を及ぼす可能性があります。

上記の使用の「短所」は徐々に関連性を失い、科学者やデザイナーは仕事を続けています。新しい、より強力な発電機の開発は、波力エネルギーである一次エネルギーの同じ初期パラメータで、より多くの電気エネルギーを取得することを可能にします。受信したエネルギーを長距離で伝達する問題は解決されています。

発電所は波力エネルギーを利用して発電するように設計されています。この装置には、発電機を備えた浮体と水平シャフト上に配置された浮体が含まれています。間隔を空けたポンツーンには、シャフトの下にサポートがある、互いに横方向に平行な陸橋があります。各シャフトには、中空の半円筒形のフロートが最小のクリアランスで取り付けられ、追加の荷重と体積棚が装備されています。この場合、最も近い平行シャフトは歯車列によって相互接続されます。に沿って同じ線上にあるシャフトさまざまな側面駆動機構を備えたポンツーンから発電機まで、相互接続されており、共通のギア、ギアボックス、および発電機を備えています。発電所の設計により、1 m2の水から得られる電力を増やすことができます。 4 z.p.f-py、4病気。

本発明は、エネルギー、特に、結果として生じる波の垂直方向の上昇および下降に起因する海の波のエネルギーを使用することによって発電するためのエネルギーに関する。既知の波力発電所、a.s。 N 1373855 F 03 B 13/12、発電機を備えた浮体、浮きを備えた波受信室への空気タービンを含む。チャンバーはガラスの形で作られ、その開放端は水位の下に浸されています。同時に、効率を上げるために、各チャンバーには追加のエアタービンとエンドレスチェーントランスミッションによってフロートに接続された油圧ポンプが装備されています。この設置の主な欠点は、波の上昇に等しいフロートのゆっくりとした上昇に関連する制限された電力と、チェーンがフロートからの制限された浮力（体積の半分に等しい）を受けるという事実です。フロートの比重は0.5g / cm 3であるため、フロート。多数のメカニズムと伝送装置は設置を複雑にし、大幅な電力損失を引き起こし、フロートを使用する効果を減らします。波動発電所が知られており（RF特許N 2049925、クラス6 F 03 B 13 / 12、6 F 03 B 13/22 of 02/06/1992）、発電機、空気タービン、および波を備えた浮体を含みます。水に浸した形の受入室は、内部にL字型のフロートを備え、一方向に回転する可能性のある水平シャフトに取り付けられたガラスの開放端ですが、フロートの突起の1つはその他、すべてのシャフトは相互接続され、ステップアップギアボックスはオーバーランニングカップリングによって後者とエアタービンシャフトに接続され、タービンシャフトは発電機に接続されます。この波力発電所の主な欠点は、効率が低く、設計が複雑であることです。これは、チャンバー内の圧縮空気に対する波の短期的な影響により、チャンバー内で圧縮されたすべての空気をエアタービンに移送することができず、流量が増加するためです。エアダクトとタービン自体の面積、チャンバー内の空気圧、したがって、タービンから除去される電力が減少します。フロートのL字型は、浮力を高めるという点でスペースを効率的に使用できず、突起の回転中にさらに大きな油圧抵抗を生み出します。さらに、圧縮空気エネルギーを使用する波力発電所の建設は、製造および運転が非常に困難であり、タービンの製造に多額の資本コストを必要とします。 RF特許N2049925に準拠した波力発電所をプロトタイプとして採用しています。本発明の目的は、設計を簡素化し、波力発電所の電力を増加させることである。これは、発電機を備えた浮体を含む波動発電所では、水平軸上に浮き、片側回転の可能性があり、水中で平衡が不安定な位置を占め、不均衡になるという事実によって達成されますフロートが完全に沈んだ瞬間の状態と加速された回転運動、シャフトを発電機に接続するギアボックスを増やす、フローティングボディは、幅が離れて配置され、オーバーパスを備えた、接続された少なくとも2つの狭いポンツーンの形で作られています上部で互いに平行に横方向に配置され、シャフトの下にサポートを備えたブラケットが下から各高架に沿って同軸に取り付けられています。すべてのサポートの間にフロートが直列に配置され、相対回転中のフロートの詰まりを防ぐ最小のエンドギャップがあります。歯車はシャフトの出力端に取り付けられ、ギアボックスの入力シャフトの歯車に直接接続されているか、オーバードライブギアを介して接続されています。フロートは中空の密閉された半円筒の形で作られ、追加の荷重と、軸の反対側に追加のフロートの形で配置された体積突起が装備されていますが、モーメントは体積突出は、追加の荷重によって生成されるモーメントよりも大きく（約5〜10％）、1つの体積レッジが水に浸されたときに浮力によって生成されるモーメントは、体積レッジの重量によって生成されるモーメントよりも大きくなります。、フロートが回転し始めた瞬間の水と空気の流れと摩擦力のフロートへの不均衡な影響。同時に、隣接する高架のシャフトの出力端は、ギアを噛み合わせ、共通のギアボックスと発電機を設置することにより、ペア以上で接続され、相互に接続されたシャフトのフロートは対称的に配置され、出力端は一列に配置された高架の同軸に配置されたシャフトは相互接続され、共通の歯車列、減速機、および発電機が装備されています。フロートのバルク突起は、半円筒の円周を長くすることによって半円筒と一体になります。、フロートの回転方向のボリューム突起の前面は、狭くなるくさびの形で作られています。図１において、写真1枚一般的な形式波力発電所、図。図２は上面図を示す。図３はフロートを個別に示し、図３はフロートを別個に示している。 4その表面。この場合、次のように示されます-現在の位置に対するフロートの回転角度、Q o-初期位置でフロートに作用する浮力、P-フロートの重量、hp-力からの肩フロートの重量のCin-フロートの浸漬部分の体積における水の重心の点、Qは現在の位置での浮力、hinは浮力の肩です。 P ovはボリューム突起の重量、P dは追加荷重の重量、Y svはO軸からフロートの水中部分のボリューム内の重心までの距離（セクターの場合）コーナー付き Y cnは、O軸からフロートの重心までの距離、h ovは、バルク突起の重量の力からの肩、hdは、追加荷重の重量の力からの肩、lはフロートの長さ、Rはフロートの外半径です。波力発電所は、ビーム4と5で相互接続された、幅が互いに離れた少なくとも2つの狭いポンツーンの形で作られた浮体体で構成されています（図1は3つのポンツーン-1、2、3を示しています）。 3は中空の密閉パイプの形で作られ、中央のポンツーン2は駆動機構を収容するための箱型の形状をしています。ポンツーンには、陸橋6がそれらを横切って互いに平行に設置され、それらの端がポンツーンに載っています。各陸橋6に沿って、ブラケット7がシャフト8のサポートとともに下から同軸に取り付けられています。ブラケット6のすべてのサポートの間に、フロート9がシャフトに取り付けられています。クラッチまたはラチェットメカニズム）。フロート９は、最小の端部ギャップを備えたシャフト上に直列に配置され、温度および力の変形からの相対回転中のフロートの詰まりを排除する。シャフト8の出力端には、ギア10が取り付けられており、ステップアップギアボックス11の入力シャフトのギア（図には示されていません）と直接、または追加のステップアップギア（図示せず）を介して噛み合っています。図中）。歯車１０は同時にフライホイールとして機能する。各ギアボックス１１の出力シャフトは、発電機１２のシャフトに接続されている（ギアボックス１１は、必要に応じて取り付けられ、ギアボックスなしで発電機に移すことが可能である）。フロート9（図3を参照）は、中空の密閉された半円筒の形で作られています。同時に、それらは、図に示されるように、別個の要素として、または半円筒と一体にされた、三次元突起１３（ＯＸ軸の上）を備えている。 3（3D突起は、半円柱の円周をOX軸からある角度だけ伸ばすことによって作成されます）、追加のセクターを形成します。追加荷重１４は、フロートの反対側に設置され、バルクレッジ１３の重量によって生成されるモーメントが、追加荷重１４によって生成されるモーメント以上（約５〜１０％）であり、 1つのボリュームレッジ13が水に浸されたときに作用する浮力は、バルク突起の重量、フロート上の水と空気の流れの無秩序で不均衡な影響、および摩擦によって生じるモーメントよりも大きなトルクを生成する必要があります。フロートが回転し始める瞬間に作用する力。体積突出部１３は、フロートが完全に水に浸されたときにフロートの回転が加速される（宙返り）ことにより、フロートを不安定な平衡状態から不均衡な状態に戻す開始要素である。波力発電所の寸法、ポンツーンの数、およびフロートのある高架道路は、計画されている電力抽出によって異なります。同時に、発電機の回転の均一性を高め、使用する駆動機構（ギアドライブ、ギアボックス、カップリングなど）の数を減らすために、オーバーパスの隣接するシャフトの出力端はペアで接続されます共通のギアボックス、発電機、オーバードライブギアを取り付けて、シャフトの出力端でギアを噛み合わせ、キネマティックに相互に接続されたシャフトのフロートは、通過する平面に対して対称に配置されます。シャフト間の距離の真ん中に。この場合、一方のシャフトのフロートの体積突起は、もう一方のシャフトのフロートの体積突起の位置に対して反対側に配置されます。フロートのこの配置により、運動学的に接続されたシャフトがさまざまな方向に回転します。ポンツーンの数が2を超える場合、発電機の回転の均一性を高め、使用する駆動機構と発電機の数を減らすために、隣接するポンツーンのオーバーパスとシャフトを1列に配置します。この場合、隣接するポンツーンの高架道路の出力端は、これらのシャフトの1つの出力端にある1つの共通ギア、共通のオーバードライブギア、共通のギアボックス、および発電機を使用して（カップリングを使用して）相互接続されます（図1）。フロートが最上部位置から回転運動を行う瞬間（ソマーサルト後）にフロートを水に浸したときの耐水性を低減するために、フロートの回転に沿った前面１５を狭めくくさび（図4）。フロート8は隙間を空けてシャフトに取り付けられ、ウェッジカーブスペース16（シャフトのくぼみの曲面17とフロート穴の円筒面によって形成される）とスプリングで構成されるオーバーランニングクラッチを使用してシャフトにトルクを伝達します。 -ウェッジカーブスペース16内に取り付けられたロードピン18シャフトにしっかりと固定されたラチェットホイールとフロートに取り付けられた爪で構成されるラチェットメカニズムを使用して、フロートをシャフトとペアリングすることができます（図。表示されていません）。同時に、シャフトの長さを短くするために、フロートの一端または両端の側面からフロート穴と同軸に作られたフロート溝の内側にラチェットホイールと爪を配置することをお勧めします。。波が完全に氾濫するまでのフロートの保持を保証し、それによって水中フロートの最大位置エネルギーを生成し、フロートの非常に正確な製造の必要性を排除するという点で技術的能力を拡張するために、 3次元要素の重量によって生成されるモーメントが、追加の荷重の重量によって生成されるモーメントを明らかに上回っていることを確認することをお勧めします。この場合、フロート９の背面１９の高さでのモーメントの差の影響下でフロートが反対方向に回転するのを防ぐために、バネ仕掛けの可動ストップ２０が後部のわずかな重なりで設置される。高架に関連付けられた固定ロッド21にヒンジで固定されたフロートの表面。可動ストップ２０の上に、固定ストップ２２が、フロートの回転ゾーンの外側に位置し、可動ストップ２０が上昇するのを保持するロッドに固定されている。ボリュームレッジが浸水する前にフロートが水に浸されたとき、フロートに反対方向に作用する不均衡なモーメントは重要ではないので、可動ストップ２０に下からのフロートの力は重要ではない。これにより、ストップ20の質量と体積を小さくし、小さな圧縮力でばねを使用することができます。したがって、フロートの動作回転および可動ストップ２０へのその衝撃の間に、すでに上から、それらは容易に回転し、水中に飛び込み、フロートに対してあまり抵抗を示さない。固定ストップ２２は、回転リミッターの既知の設計の形で、可動ストップ２０のヒンジに直接作ることができる。体積突出と追加荷重によって生じるモーメントが等しい場合、可動ストップ20と固定ストップ22の使用を除外することができます。ただし、このためには、体積を徐々に増加させる必要があります。たとえば、フロートの長さが徐々に長くなるため、フローの右側がOY軸から離れています。フロートの右側部分が水に浸されると、左側部分よりも大きな浮力が作用し、フロートがボリュームレッジに向かって確実に回転するようになります。しかし、この場合、フロートの最大位置エネルギーを確保することは不可能であり、その回転は波の水位の上昇に適切です。フローティングボディにはストレッチマーク23が装備されており、長さを変更することができます（たとえば、ウインチを使用）。これにより、波の方向に対するボディの位置を変更して、波面に対してある角度で配置されたフロートからのトルクでシャフトにスムーズに負荷をかけることができます。船体の角度位置を変更するための他のオプションがあります。たとえば、エアキールまたはウォーターキールを使用します。発電所の設置中に水位に対するフロートの位置を調整するために、高架道路のサポートにジャッキとガスケットが使用されています。この場合、水位に対するフロートの最大位置を確保して設置を行い、ポンツーンで揚水または揚水して船体喫水を調整することをお勧めします。これには、特定の深さまで水中にポンツーンを上げたり下げたりすることで、追加のポンツーンを使用することができます。機器を保護するため降水量通常の作成気候条件保守要員の作業では、屋根付きの部屋24が設けられています。箱型のポンツーン2は、ハッチで上から閉じられています（図には示されていません）。波力発電所の運転は以下のように行われる。初期位置では、波がないとき、すべてのフロート9が図に従って最も低い位置を占めます。 3、それらは水に触れる場合と触れない場合があり、水にわずかに浸される場合もあります（水位まで、フロートが最上部の位置から自由に落下すると、フロートの一部であっても不均衡なモーメントが発生しますはこのレベルまで水に浸され、フロートは自由に元の位置に戻り、部分的に浸水します。ボリュームプロジェクション13と追加の負荷14の重量とのモーメントMの差により、フロート9が可動ストップ20に押し付けられます。シャフトの軸に対して鋭角に「入ってくる」波が形成されると、フロートは交互に水に浸される（波が氾濫する）。この場合、浮力Qは、浸漬されたフロートの体積に含まれる水の重量に等しくなります（アルキメデスの法則による）。OY軸の両側に作用する浮力は等しいため、結果として生じる浮力Qは垂直方向に通過します。フロートの回転軸を上向きに通過し、浸漬時にトルクを発生させません軸OXまで浮きます。フロートＰの重量力もまた、軸ＯＸを下向きにのみ通過し、体積投影１３の重量からのモーメントの差によって生じる上記のモーメントＭを除いて、トルクを生成しない。ストップ20および21からのサポートの反力Rによってバランスが取られる追加の負荷の重量フロートが軸OXの上に浸されると、ボリュームプロジェクション13がフラッディングし、その結果、追加のトルクが発生します。ボリュームプロジェクションの重量と追加の負荷からのモーメントの差Mを超えています。その結果、フロートは回転し始め、不安定な平衡の位置を飛び越え、宙返りをして加速して水から飛び出す傾向があります。 OY軸の左側に作用する浮力は急速に減少し、右側では、フロートが初期位置から角度O = 90oまでの全回転全体にわたって作用します。最大浮力はフロートのセクションの半分のボリュームで変位した水。角度O = 90 oで回転すると、左側の浮力は0に等しくなり、角度= 90 oから開始すると、右側の浮力が減少し、背面19が軸に到達しないときに= 0になります。 OXと裏 OY軸から。これはすべて瞬時に起こり、加速するとフロートは加速して水から完全に出てきます。この効果は、フロートの形状によって作成されます。回転の過程で左側フロートは常に不安定な平衡の位置を横切り、いわば右側のボリュームを「ポンプ」し、90°の角度でターン全体でフロートが水を離れるのを完全に補償し、したがって値を維持します右側の浮力の。力が絶えず体に作用しているとき、それは加速とともに動くことが力学から知られています。しかし、最初はフロートのこのような急激な回転は、最初はゆっくりと回転し始めたばかりのシャフト、ギア、ギアボックス、および発電機の駆動システムの慣性力と抵抗によって妨げられます。複数のフロートが同時に作用するため、シャフトを回転させるのに十分なトルクが発生します。当初、シャフトの回転速度は、宙返り中に発生するフロートの回転速度よりも遅くなっています。フロートはシャフトに作用し、シャフトの速度で回転します。同時に、波のレベルが下がり始め、フロートが元の位置に戻るため、完全に水を離れる時間がありません。シャフトは慣性によって回転し続け、他のフロートがシャフトに作用するという事実から、オーバーランニングクラッチまたはラチェットメカニズムの存在によって前のフロートが元の位置に戻るのを妨げません。一部のフロートがシャフト上でアイドリングしている間、他のフロートはこの時点でアクティブに動作しており、他のフロートは中間状態にあります。シャフトの速度が上がると、フロートはシャフトの回転速度を上げます。この場合、フロートは1回転するごとに水面からどんどん出てきて、シャフトの速度は、シャフトがない状態でのフロートの宙返りの速度に近づきます。波のレベルが下がり始めて最高の位置に着く前に、フロートはすでに水から完全に出てくる時間があります。このとき、フロートの前面１５は可動ストップ２０に作用し、それを押し下げて水中に沈める。波のレベルが下がると、フロートは元の位置まで回転し続け、波が下がるのに十分です。これは、ボリュームプロジェクションの重量と追加の負荷の重量からのモーメントMの差によって促進されます。シャフトはすでにフロートよりも高速で回転しており、フロートは元の位置に向かって回転します。この場合、動きの慣性により、フロートは初期位置をスキップして可動ストップ２０を解放し、スプリングの作用により初期位置に戻る。このとき、フロートは、モーメントＭの差により、振動して元の位置に戻り、固定ストップ２２と相互作用する可動ストップ２０に寄りかかって、元の位置で停止する。さらに、このプロセスは、波の振幅に応じて、波の攻撃の頻度でフロートごとに繰り返されます。波が高いほど、周期は長くなります。シャフトが回転すると、シャフトの出力端に固定されたギアホイール１０が、ギアボックス１１の入力シャフト上のギアホイールに直接（または追加のオーバードライブギアを介して）トルクを伝達する。ギアボックス11から、トルクが発電機に伝達されます。波力発電所の各シャフトの回転では、最後のフロートのグループの影響により、シャフトの回転速度が次のようになるまで加速する瞬間があります。平均速度宙返り中のフロートの回転。フロートがシャフトに作用しなくなると、シャフトは再び速度を失い始めます。フロートは再びシャフトに作用し始め、シャフトにトルクを加えます。シャフトは再び加速し、その後再び減速します。このようにして、シャフトの回転速度が維持され、自由宙返り中のフロートの回転速度に近くなります。波力発電所からの電力Nを計算するには、最初に1つのフロートによって生成されるトルクを計算する必要があります。計算を簡単にするために、フロート内の空間は回転軸から始まると仮定します。ハブとフロートホールの存在は考慮されていません（この場合、浮力によるトルクのごくわずかな増加は、計算で生成されたトルクが考慮されないという事実によって補償されます。波が氾濫したときにバルクレッジに作用する浮力）。フロートの現在の位置（図3）を考えてみましょう。この位置では、フロートはすでに初期位置から特定の角度だけ回転しています。この場合、フロートの水没部分（半円筒）は、角度が180°の扇形を表します（体積突出は考慮されていません）。扇形のこの部分の重心は、扇形を半分に分割する半径上の点Cに配置されます。セクターの隅にあります。軸OYから、これは角度をなします。フロートは、ウェイトPの力の影響も受けます。ウェイトPの重心C pは、フロートの対称軸（180 o：2）に沿った半径上にあります。 = 90 o）初期位置。現在の位置のOY軸から、これは角度を作ります。力学から、\ u003d 0からの角度での回転運動の運動エネルギー（T-T o）を0から同じ回転に対して実行される仕事Aに関連付ける式が知られています：（T-T o）\ u003d A、どこここで、は回転速度です。 M-トルク; Io-慣性モーメント。仕事を決定するために、最初にトルクの方程式を作成します。現在の位置でフロートに作用するモーメントの方程式（特定の角度で回転する場合）M t \ u003d Qh in --Ph p --P ov h ov + P d h d = Mtren。
簡単にするために、ボリュームプロジェクションの重みと追加の負荷の重みによって生成されるモーメントは、それらが小さいため、計算では考慮されません。また、浮力からのモーメントよりも1桁小さい摩擦力からのモーメントは考慮されていません。 180°の角度のセクターの場合-：

水の比重はどこですか、

ここから：

次に、ジョブA、アクションによって生成されます= 0（初期位置）から= 180 o（フロートが水を離れる前）までの回転角での浮力QとフロートPの重量は次のようになります。

変換後、

解決した後、

パワーA / tを決定するために、0°から180°の角度でフロートが回転する時間を決定します。から T-T方程式 o = A置換後、次のようになります

0 = 0 0 = 0であるため、

次に、置換後、等式を取得します

ここから

=なので、電力方程式は次のようになります。

図に従って作成された波力発電所の電力を計算する例を考えてみましょう。 1、2、および3：20のフライオーバーとシャフトを備えた3つのポンツーン。各シャフトには、アルミニウム合金D16T（= 2.7）で作られた20個のフロートがあります。フロート寸法：R = 1 m; l = 1 m
シートの厚さが5mmの場合、フロートの重量はP = mg = 70kgです。まず、1つのフロートのパワーを計算しましょう。同時に、受け入れます比重海の水 1025 kg / m 3に等しい（平均条件付き密度T = 25に基づく）。式（2）に基づいて、次の式が得られます。

ここで

しかし

平均5.5秒の波形成速度で、フロートパワーは
N \ u003d 60.66：5.5 \ u003d 11kW。ドライブの効率とすべての摩擦力を考慮に入れて、波力発電所の最終的な効率を受け入れます。水が0.6に等しい場合、400フロートの波力発電所の電力は次のようになります。
N s \ u003d 11400 0.6 \ u003d 2640 kW、
この場合、波力発電所はエリアを占有します。 1 m 2からの電力除去は2640：800 = 3.3 kW / m 2になります（1.39 kWのプロトタイプの電力除去、または電力除去が1 kW / m 2であるエアタービンのみを使用する波力発電所と比較してください）。より高い波高（X軸より上）では、浮力が増加し、合計に達することに注意する必要があります最大値フロートが元の低い位置から2Rの高さまで浸水したとき。この場合、浮力はフロートの回転中にフロートに180°ではなく270°の角度で作用します。この場合、フロートが（元の位置から）90°の角度で回転した瞬間から、フロート全体の体積で押しのけられた水の重量に等しい（つまり、2倍以上の）不均衡な浮力が作用します。フロートに。したがって、波力発電所の発電電力は、計算で与えられた電力よりもはるかに高くなります。波力発電所の運転の対象となる年間発電量W、たとえば、年間資金の2/3（残りの時間、必要な高さの波が落ち着いているかないか）、波を除くより高い高さフロートの浸水部分の高さよりも、体積突起のサイズ（波力発電所の稼働時間に関するデータは、特定の地域の気象観測の統計データから具体的に取得する必要があります）は、15417600 kW / hになります。 =（2/3 264024365）1 kW / hの価格で100ルーブル。発電所からの収入は154176万ルーブルに相当します。年に。住民1人あたり月平均30kWhの消費量で、波力発電所はエネルギー消費量を提供します産地住民数15417600：（3012）= 42826人、つまり町全体（数えない産業消費）。単一のエネルギーネットワークに接続された波力発電所は、燃料資源を燃焼させることによって実行される発電を大幅に削減します。特定の地域の沿岸波の長期気象観測のデータに基づいて、さまざまなサイズと数のフロートを備えた波力発電所を建設することができます。同時に、統合を実施し、発電所の最適なサイズ範囲を確立する必要があります（これにより、発電所の製造コストを削減できます）。ステーションは、海岸からさまざまな距離に設置できます。波力発電所の単純さを考えると、それらを作成するコストは1年以内に報われるでしょう。したがって、たとえば、提示された波力発電所では、製造作業のコスト見積もりがこのように拡大されます（1997年初頭の価格）。
直径3m、長さ15〜18mの3つのポンツーン1,000万x3 = 3,000万、
シャフトサポート付きの20回のフライオーバー-5百万x20 = 1億、
20本のシャフト-5.5x 20 = 1億1000万、
400アルミフロートオーバーランニングクラッチ付き合金（総重量30トン）-0.25 x 400 = 1億、
5つのギアボックス-25x5 = 1億2500万、
5つの発電機-30x5 = 1億5000万、
5ギア5x5 = 2500万、
電気機器（キャビネット、ワイヤーなど）-2,000万、
駅の設置-1億5000万、
合計：8億1000万ルーブル。年収154176万ルーブルと比較すると、このコスト計算で、ステーションは1年以内に資本コストを返済すると自信を持って言えます。したがって、提案された波動発電所では、フロートが完全に水に浸されて瞬間的になるまでフロートを最も低い位置に保持することにより、上昇波の運動エネルギーをフロートに作用する浮力の位置エネルギーにさらに効果的に変換できます。この位置エネルギーを運動エネルギーに完全に変換し、フロートの回転運動に直接変換します。 1 m 2の水からの電力の除去は2〜3倍に増加し、波力発電所の設計は運動学的に使用することにより簡素化されます単純な要素高精度を必要とせず、機械工学で習得した従来の部品と購入した製品（ギアドライブ、シャフト、フリーホイールとカップリング、ギアボックス、発電機）を使用します。広大な海は建物の可能性を提供します多数そのような波力発電所は、燃料資源を燃やす火力発電所の数を減らします。改善生態学的状態発電所で環境。資本コストの高い回収率（1〜2年以内）は、提案されている波力発電所の建設に財源を効率的に利用します。

使用法：水力発電の場合、波力エネルギーを電気エネルギーに変換します。本発明の本質：波発生器は、支持体、蓋および底部を備えた垂直円筒形本体を含み、その中に波受信穴が作られている。逆止め弁そして、ハウジングカバーにしっかりと接続された垂直シャフトの形の波力エネルギー変換器であり、その側壁の下部には、垂直の接線方向の長穴が作られている。新しいのは、設計に第2の垂直円筒体、発電機、受波穴があり、第2の垂直円筒体は、第2のカバーにしっかりと接続された垂直シャフトによって第1の本体に移動可能に接続されていることです。本体、発電機の磁気リングローターはシャフトにしっかりと取り付けられており、ステーターはサポートに接続されている第1のハウジングの底部にしっかりと接続されており、第2のハウジングの垂直接線方向の長穴は最初のハウジングの同じ開口部と反対の方向に向けられます。 3病気。

本発明は水力発電に関するものであり、経済のすべての部門で使用して、追加のエネルギー源を作り出すことができる。波力エンジンは、波受信穴、バルブ、波エネルギー変換器を備えた垂直ハウジングを含み、本体は蓋と底部を備えた円筒形であり、波受信穴は底部、バルブに作られていることが知られています。を逆にして穴に取り付けると、コンバーターは垂直シャフトであり、蓋ハウジングにしっかりと接続されます。一方、ハウジングの側壁の下部には、垂直の接線方向の長穴があります。既知の設計の欠点は、効率が低いことです。本発明の技術的結果は、効率を高めることである。技術的な成果は、受信穴が開けられた蓋と底部を備えた垂直円筒形ハウジングを含む波力発電機において、チェックバルブと垂直シャフトの形の波力エネルギー変換器であるという事実によって達成されますハウジングカバーにしっかりと接続され、側壁の下部に垂直に接線方向に配置された長穴があり、第２の垂直円筒形本体、発電機、支持体、受波穴がさらに含まれることを特徴とする。垂直円筒形本体は、第２の本体のカバーにしっかりと接続された垂直シャフトによって第１の本体に移動可能に接続され、シャフトにしっかりと取り付けられ、発電機ローターおよびステーターは、第１のハウジングの底部にしっかりと接続される。これは支持体に接続されており、第２のハウジングの垂直接線方向の長穴は、第１のハウジングの同じ開口部と反対の方向に向けられている。図1は波発生器を示しています。図2と3、それぞれ1番目と2番目の円筒形の本体、断面。波発生器カバーと底部を備えた垂直円筒形本体１を含み、その中に、波受信穴２、逆止弁３、および垂直シャフト４の形態の波エネルギー変換器が作られ、本体カバーにしっかりと接続されている。垂直接線スロット穴5が作られている側壁の下部。メイン特徴第２の垂直円筒体６、発電機７、支持体８、受波口９、および第２の垂直円筒体６は、第２の垂直円筒体１０に堅固に接続された垂直シャフト１０によって第１の本体１に移動可能に接続される。第２の本体のカバー、および磁気環状ローターが発電機７のシャフト１０１１にしっかりと取り付けられ、ステーター１２が、支持体８に接続されている第１のハウジング１の底部にしっかりと接続されている。第２のハウジング６の垂直接線方向の長穴１３は、第１のハウジング１の同じ穴５と反対の方向に向けられている。波発生器は、特定の深さに設置され、このように機能する。静水圧の上昇に伴い、垂直ハウジング1、6内の圧力も上昇します。受波穴2、9に設置された逆止弁3を介して、ハウジング1、6に水が流入し、発電機が深部に設置され、上部さらに、圧縮空気の弾性力の作用により静水圧が低下すると、接線方向の長穴5、13から反力で水が放出され、建物1、6が回転運動します。その結果、発電機１１と固定子１２の磁気環状回転子は、互いに反対方向に回転する。ハウジング１および６の垂直方向に接線方向に向けられたスロット穴５および１３は、互いに反対方向に向けられている。この場合、固定子巻線１２を貫通する回転子１１の磁力線は、それらの中にＥＭＦを誘導する。固定子巻線が外部回路を介して閉じられている場合、この回路と固定子巻線12に電流が発生します。

請求

支持体、受波穴が設けられたカバーと底部を備えた垂直円筒形本体、本体カバーにしっかりと接続された垂直シャフトの形で作られたチェックバルブと波動エネルギー変換器を含む波発生器、側壁の下部に、垂直接線スロット穴があり、発電機と、受波および垂直接線スロット穴を備えた第２の垂直円筒形ハウジングが装備されていることを特徴とし、第２のハウジングは、最初のものは、第２のハウジングのカバーにしっかりと接続された追加の垂直シャフトによって、磁気リングは、発電機のローターが追加のシャフトにしっかりと固定され、そのステーターは、関連する第１のハウジングの底部に接続される。第２のハウジングのスロット穴は、第１のハウジングのスロット穴と反対の方向に向けられている間、支持体を備えている。

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