ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЭНЕРГИИ ПРИБРЕЖНЫХ ВОЛН

Заявляемое решение относится к области энергетики, в частности к средствам извлечения энергии морских волн в прибрежной зоне.
Из уровня развития техники известны решения Oscillating wave surge converter (OWSC), в частности, система "Oyster" - патент WO 20PCT GB 2006000906 - 03/15/2006, а также Overtopping Wave Energy Converter (OWEC, TAPCHAN) (статья Marine Renewable (Wave and Tidal) Opportunity Review, Декабрь 2005, публикация Scottish Enterprise, http://www.oceanrenewable.com/wp-content/uploads/2007/03/oregreport.pdf).
Основной частью преобразователя типа OWEC является резервуар, у которого стенка, обращенная к морю, имеет откос и верхнюю кромку, возвышающуюся над уровнем моря настолько, чтобы волны переливались через нее в резервуар. В подводной части противоположной стенки расположены выходные отверстия с низкоскоростными турбинами, вращающимися за счет перепада уровней воды в резервуаре и в море и передающими вращение генераторам электрического тока. Для повышения эффективности системы используют различные формы стенки, обращенной к морю, например с наклоном и каналами, сужающимися при подходе к резервуару, как в системе TAPCHAN.
Однако, при малой волне лишь небольшая часть гребня волны переливается через край фронтальной стенки. Большая часть энергии отражается от передней стенки обратно в море.
Таким образом, данное решение имеет следующие недостатки:
- высокие потери энергии волн на передней стенке;
- малая скорость потока в каналах гидротурбин;
- низкая эффективность при воздействии небольших коротких волн;
- обледенение при низких температурах воздуха.
Преобразователь типа OWSC состоит из створки, шарнирно закрепленной в нижней части к фундаменту на дне прибрежной зоны. Под воздействием волн створка раскачивается относительно вертикальной плоскости. Створка в системе «Oyster» состоит из нескольких, соединенных друг с другом горизонтально ориентированных поплавков, которые за счет сил плавучести обеспечивают возвращение створки в вертикальное положение после воздействия волны. Створка также связана с основанием линейным гидравлическим преобразователем (насосом), подающим воду по трубам к турбинам, которые приходят в движение генератор электрического тока.
Данное решение имеет следующие недостатки:
- эффективное использование только на крупных волнах, когда происходит интенсивное раскачивание «створок»;
- возможность сдвига и разрушения сооружений штормовыми волнами.
Задачей является создание комбинированной конструкции преобразователя прибрежных волн на базе систем OWSC и OWEC, которая позволяет исключить их недостатки и объединить их достоинства.
Техническим результатом является повышение эффективности преобразователя энергии прибрежных волн за счет использования энергии волн в широком диапазоне высоты и частоты, снижения потерь энергии волн на передней стенке; повышения скорости потока в каналах гидротурбин.
Указанный технический результат достигается в преобразователе энергии прибрежных волн, содержащем полый железобетонный массив, образующий резервуар, наполняемый водой через переднюю (обращенную к морю) стенку путем перехлестывания через нее волны и имеющий в подводной части задней стенки водопровод с низконапорной гидротурбиной, согласно полезной модели, передняя стенка имеет шарнирное закрепление на фундаменте сооружения и может раскачиваться волнами, передавая энергию на дополнительный линейный гидравлический преобразователь.
Конструкция устройства представлена на чертеже. Железобетонный массив-гигант (1), образующий резервуар (2), закреплен на дне. Его передняя, со стороны моря, стенка (3) соединена с фундаментной плитой (4) с помощью шарниров. Подвижная передняя стенка и фундаментная плита соединены линейным гидравлическим преобразователем (5). В подводной части задней неподвижной стенки (6) расположены отверстия с гидротурбинами (7).
Устройство работает следующим образом. При накате волны часть энергии принимает на себя передняя стенка, передавая ее линейному гидравлическому преобразователю (5). Вершина волны перехлестывает через переднюю стенку (3) и попадает в резервуар (2), формируя перепад уровней воды в море и в резервуаре (напор). Вследствие напора образуется течение через отверстие в задней стенке, приводящее в движение гидротурбину (7). Кинетическая энергия от работы линейного гидравлического преобразователя и гидротурбины преобразуется в электрическую.
Может применяется в энергетической промышленности в качестве электростанции.