СВЕЖИЙ НОМЕР



 

Новости ИР


 

ЖУРНАЛ «ИЗОБРЕТАТЕЛЬ И РАЦИОНАЛИЗАТОР»

  
  • Морские электростанции… Ну, это просто!

    Я предлагаю обратить внимание на разработки в этой области, которые и хочу предложить для рассмотрения. Это ̋ Волновая электростанция ̋ пат. 2405967 и ̋ Универсальная морская энергетическая установка ̋ пат. 2347939. Эти разработки могут использоваться как по отдельности, так и в комплексе ̋ Морская волновая – накопительная – приливная электростанции ̋.  На международных инновационных выставках в 2011 г. эти разработки получили Гран-при и почётный диплом в Яссах, удостоены бронзовой медали в Тайпее, золотой медали в Москве в 2014 г. На плакате они представлены в виде комплекса, состоящего из непосредственно самой ̋ Волновой электростанции ̋ и накопительной гидроэлектростанции, работу которой обеспечивают ̋ Универсальные морские энергетические установки ̋.

    Волновая электростанция состоит из рабочих секций 1, каждая из которых выполнена в виде пустотелой прямой четырехгранной призмы, в поперечном сечении имеющих форму прямоугольника, открытых снизу и сообщающихся с водной средой, при этом секции установлены продольно в ряд вплотную друг к другу. В призме, согласно изобретению, в верхней части выполнены два сквозных продольных окна 5, образующие всасывающую и нагнетательную магистрали и прямоугольные окна 6. Во внутренних пазах прямоугольных окон 6 установлены впускной и выпускной клапаны 7,8, а секции размещены между вертикальными щитами 2, навешенными встык внутри двух параллельных рядов, вбитых в дно свай 3. В собранном виде волновая электростанция представляет собой пирс или волнолом (фиг.6,7). Посредством воздуховодов, уложенных под грунтом, наборы секций связаны с воздушным турбогенератором, расположенным на берегу (фиг.7).

    Волновая электростанция работает следующим образом: при прохождении волны внутри каждой секции поочерёдно меняется уровень воды (фиг.6) и соответственно происходит вытеснение или всасывание воздуха. Вытесняемый воздух выходит через выпускной клапан 8 в нагнетательную магистраль 5 (фиг.2), из нагнетательной магистрали по воздуховоду воздух поступает на первую ступень турбины 14 и приводит её в действие, после турбины 14 воздух поступает в воздушную камеру 15 (фиг.7). Воздушная камера 15 представляет собой полость, сообщающуюся с атмосферой, с двух противоположных сторон в полость входят, воздуховод от нагнетательной части и воздухозаборник от всасывающей части.  Всасываемый воздух через воздухозаборник поступает на вторую ступень турбины 16, приводит её в действие, далее по воздуховоду поступает во всасываемую магистраль и через впускной клапан 7 поступает внутрь секции 1. Вращающий момент от турбин через редуктор 17 передаётся на генератор 18.

    Так как установка состоит из множества секций, то в любой момент времени в одних секциях происходит вытеснение воздуха, в других всасывание (фиг.6). Таким образом, получается, что в нагнетательной полости создаётся постоянное давление воздуха, во всасываемой полости создаётся постоянное разряжение, т.е. поток вытесняемого и всасываемого воздуха равномерный и постоянный. Причём количество вытесняемого воздуха, примерно равно количеству всасываемого. Так как вытесняемый и всасываемый воздух проходят через воздушную камеру, то получается, что вытесняемый воздух тут же поступает во всасывающий воздухозаборник, из этого следует, что воздушная камера 15 поддерживает температуру рабочего воздуха примерно на одном уровне, чуть выше температуры воды. Это очень важно для зимнего времени, т.е. предотвращается обмерзание всасывающей части турбины при минусовых температурах атмосферного воздуха.

    В случае же, если по каким-либо причинам нецелесообразно использовать воздушные турбины, то возможен вариант использования пьезогенераторов или линейных генераторов. Для этого внутри рабочих секций устанавливается мембрана, над мембраной устанавливается пьезогенератор или линейный генератор, связанный штоком с мембраной и закреплённый в верхней части секции. Впускные и выпускные клапаны удаляются, а в воздушных магистралях, укладываются электрические кабели. При этом всасывающая и нагнетательные магистрали должны быть открыты со стороны берега, т.е. сообщаться с атмосферой.  Работает такая установка следующим образом: проходящая волна меняет уровень воды под мембраной и воздушной подушкой между мембраной и водой либо приподнимает, либо опускает её. Шток линейного генератора или пьезоэлемента совершает возвратно-поступательное движение по вертикали и приводит в действие линейный или пьезогенераторы.

    Предлагаемое изобретение является простым в исполнении, монтируется с суши, от берега, без использования специализированных судов. Турбогенератор располагается на берегу в отдельном помещении. Схема установки очень гибкая, т.к. длина конструкции ограничивается только глубиной и рельефом дна, по ширине конструкция может иметь от 1 до 5 рядов, на один турбогенератор может работать одновременно большое количество рядов рабочих секций, разнесённых вдоль берега. В качестве рабочего элемента турбогенератора могут быть использованы воздушные турбины осевого либо радиального типов. Кроме того, в случае необходимости, данная схема позволяет сооружать волновую электростанцию и вдали от берега в открытом море, в таком случае турбогенератор устанавливается непосредственно на самой конструкции, а сама конструкция может использоваться как вертолётная площадка или как причальная платформа.

    ̋Универсальная морская энергетическая установка ̋, пат. 2347939, работает по такому же принципу и может быть использована как волновая электростанция с обычными генераторами, так и с линейными генераторами или с пьезогенераторами. Кроме того, она может быть использована как насосная установка для накопительной гидроэлектростанции или как рабочий элемент приливной электростанции. Установка выполнена в виде полого цилиндрического корпуса 1 (фиг.2-2), открытого снизу, и прикрепленного неподвижно к морскому дну. В верхней части корпус имеет сужение, образующее верхний малый цилиндр 3, к которому крепится кожух 4 с размещенным внутри него лопастным колесом 8 (радиальной турбиной). Проходящая волна меняет уровень воды внутри корпуса 1, соответственно происходит вытеснение или всасывание воздуха. Колесо 8 приводится в движение воздухом, поочередно всасываемым и вытесняемым из внутренней полости корпуса через воздушные каналы и невозвратные клапаны 6,7, установленные внутри верхнего малого цилиндра 3 (фиг.2).

    Универсальность данного технического решения определяется тем, что один корпус с незначительными изменениями может быть использован в трёх вариантах с лопастными колёсами для электростанций с генераторами с вращающимся ротором, и такой же корпус может быть использован для электростанции с линейным генератором или пьезогенератором. На плакате представлены различные модификации установок. Для накопительных гидроэлектростанций универсальные установки 19 (фиг.15) используются как насосные установки, приводимые в движение морской волной. Морская вода от этих установок подаётся по трубопроводам в бассейны 17, расположенные на берегу. Бассейны 17 сообщаются между собой посредством каналов или труб. Высота берега должна быть выше 15 метров. Вода из этих бассейнов самотёком по водоводам подаётся на гидротурбины 18 (фиг.15), расположенные на пляже и оттуда возвращается в море. Таким образом, происходит постоянная смена воды в бассейнах.

    Величина и количество бассейнов зависит от условий местности, от количества и мощности гидротурбин. В любом случае, запасов воды в бассейнах должно быть достаточно для бесперебойной работы гидротурбогенераторов, как минимум, в течении двух – трёх недель, на случай штилевой погоды. Изображённый на плакате комплекс даёт возможность вырабатывать постоянную электроэнергию вне зависимости от погоды на море. В холодное время года воду в некоторых бассейнах можно подогревать, летом вода в бассейнах всё равно будет теплее чем в море, а это непременно привлечёт отдыхающих и открывает широкие возможности для коммерческого использования бассейнов и прилегающих к ним территорий: пляжи, кафе, рестораны, автостоянки, кемпинги, гостиницы, комплексы отдыха и развлечений.

    Приливная электростанция (фиг.16) (на плакате не изображена) представляет собой перевёрнутую коробчатую конструкцию, опирающуюся на вертикальные стены 21 и вбитые в дно опоры 22. Вертикальные стены 21 идут по периметру конструкции и образуют с верхней площадкой 23 герметичную полость. В нижней части стен 21, под водой, на глубине ниже самого низкого уровня отлива Hmin., имеются окна 24 для прохода воды. Верхняя площадка 23 находится на высоте выше высоты максимального уровня прилива Hmax. На верхней горизонтальной площадке имеются отверстия 25, над которыми устанавливается верхняя рабочая часть универсальной морской энергетической установки 26 с клапанами, воздуховодами, лопастным колесом и генератором, либо устанавливаются воздуховоды, идущие к или от турбогенератора как у волновой электростанции пат. 2405967.

    Приливная электростанция работает следующим образом: во время приливов и отливов внутри полости коробчатой конструкции меняется уровень воды и происходит вытеснение воздуха из полости или всасывание воздуха в полость, то есть происходит тот же самый рабочий процесс, что и в волновой электростанции, только растянутый во времени. Наиболее предпочтительными местами для строительства подобных электростанций являются морское побережье с высотой прилива более 6 метров. Таких мест в мире достаточно много, например, в Канаде: залив Фанди, бухта Минас высота прилива – 18 метров, Пекодиак – 12,7 метров, в Великобритании: Северн – 12,2м, Бристольский залив – 14,4м, во Франции: Ранс – 10,7м, Шозэ – 12,5м, Сома – 8,5м, Аргенон – 10,5м, в Австралии Бруме – 10м, в России Пенжинская губа – 13м.

    В отличии от построенных и строящихся приливных электростанций предлагаемый вариант не имеет ни каких работающих механизмов и устройств под водой, не требует сооружения плотин и дамб, нет необходимости перегораживать заливы, бухты, реки. Конструкция строится вдоль береговой линии, может повторять её очертания и помимо основного назначения может служить в качестве набережной или причала, её верхняя площадка может использоваться для контейнерных терминалов, складских площадок и даже в качестве взлётно-посадочной полосы.

    Предлагаемый вариант гораздо проще существующих ПЭС, не боится штормов и аномально высоких волн, устойчив к обледенению и движущимся льдам, не препятствует навигации, не влияет на гидрологию и экологию в данном районе. Во всех вариантах основным конструкционным материалом является бетон. По-моему, проще не бывает…

                                                                                                                        О.ГАРШИН
                                                                                                                ogarshin@rambler.ru



Наши партнеры

Banner MIR-EXPO 2024.png


Банер Архимед 2024 1000x666.png


http://www.i-r.ru/Рейтинг@Mail.ru

Уважаемые Читатели ИР!

В минувшем году журналу "Изобретатель и рационализатор", в первом номере которого читателей приветствовал А.Эйнштейн, исполнилось 85 лет.

Немногочисленный коллектив Редакции продолжает издавать ИР, читателями которого вы имеете честь быть. Хотя делать это становится с каждым годом все труднее. Уже давно, в начале нового века, Редакции пришлось покинуть родное место жительства на Мясницкой улице. (Ну, в самом деле, это место для банков, а не для какого-то органа изобретателей). Нам помог однако Ю.Маслюков (в то время председатель Комитета ГД ФС РФ по промышленности) перебраться в НИИАА у метро "Калужской". Несмотря на точное соблюдение Редакцией условий договора и своевременную оплату аренды, и вдохновляющее провозглашение курса на инновации Президентом и Правительством РФ, новый директор в НИИАА сообщил нам о выселении Редакции "в связи с производственной необходимостью". Это при уменьшении численности работающих в НИИАА почти в 8 раз и соответствующем высвобождении площадей и, при том, что занимаемая редакцией площадь не составляла и одну сотую процентов необозримых площадей НИИАА.

Нас приютил МИРЭА, где мы располагаемся последние пять лет. Дважды переехать, что один раз погореть, гласит пословица. Но редакция держится и будет держаться, сколько сможет. А сможет она существовать до тех пор, пока журнал "Изобретатель и рационализатор" читают и выписывают.

Стараясь охватить информацией большее число заинтересованных людей мы обновили сайт журнала, сделав его, на наш взгляд, более информативным. Мы занимаемся оцифровкой изданий прошлых лет, начиная с 1929 года - времени основания журнала. Выпускаем электронную версию. Но главное - это бумажное издание ИР.

К сожалению, число подписчиков, единственной финансовой основы существования ИР, и организаций, и отдельных лиц уменьшается. А мои многочисленные письма о поддержке журнала к государственным руководителям разного ранга (обоим президентам РФ, премьер-министрам, обоим московским мэрам, обоим губернаторам Московской области, губернатору родной Кубани, руководителям крупнейших российских компаний) результата не дали.

В связи с вышеизложенным Редакция обращается с просьбой к вам, наши читатели: поддержите журнал, разумеется, по возможности. Квитанция, по которой можно перечислить деньги на уставную деятельность, то бишь издание журнала, опубликована ниже.

Главный редактор,
канд. техн. наук
В.Бородин


   Бланк квитанции [скачать]