Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии

Стартовая страница

О системе

Технические требования

Синтез

Обучающий модуль

Справка по системе

Контакты
Искать:
  Расширенный   Формализованый   По связи разделов
 А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я 
Общий каталог эффектов

Поплавковая гидроэнергетическая установка
Поплавковая гидроэнергетическая установка

Анимация

Описание

 

Поплавковая гидроэнергетическая установка (ПГУ) состоит из поплавка, плавающего на поверхности воды, и прикреплённого к нему колеса, вращающего генератор. В данном преобразователе энергии используется механическая энергия волн на поверхности воды.
Волны на воде имеют различную природу. Так известны гравитационные, ветровые, капиллярные волны и волны Фарадея. Но все они представляют собой поперечные или продольные (в зависимости от природы возникновения) колебания границы раздела двух сред – воды и воздуха.
Поплавковая гидроэнергетическая установка
Рисунок 1
Преимущество ПГУ перед другими альтернативными гидроэнергетическими установками (например, приливная электростанция) заключается в том, что данная энергетическая установка способна использовать любые колебания уровня воды вне зависимости от природы их возникновения.
Собственно преобразователем энергии в ПГУ служит поплавок – тело с плотностью, меньшей, чем у жидкости, свободно плавающее на её поверхности.
При волнении уровень жидкости в конкретной точке поднимается и опускается, подчиняясь волновому уравнению. Поплавок при этом вслед за поверхностью воды совершает периодические колебательные движения в вертикальной плоскости.
С помощью прикреплённого к поплавку шатунного механизма вертикальные колебания поплавка преобразуются во вращательное движение колеса, к оси которого прикреплён генератор тока.
ПГУ может работать при волнах определённой амплитуды (зависит от диаметра колеса). Так при слишком слабом волнении колебание поплавка не будет вызывать вращательного движения колеса генератора, а слишком сильные колебания способны разрушить механизм.

 

 

Ключевые слова

 

Области техники и экономики

 

Применение эффекта

ПГУ относится к малой энергетике и касается проекта небольших гидроэлектростанций, сооружаемых на различных реках и водохранилищах. Гидроэнергетическая установка содержит шлюз, имеющий стенки и входные и выходные ворота, а также гидродвигатель, связанный с электрогенератором, и нагнетательный трубопровод, ведущий к гидродвигателю, и выпускной трубопровод, сообщенный со шлюзом, гидроэнергетическая установка снабжена, по меньше мере, одним гидроцилиндром, поршень которого выполнен с двумя штоками, соединенными с трособлочной системой, гибкая связь которой соединена с размещенным в шлюзе полым резервуаром с впускным и выпускным клапанами, имеющим возможность вертикального возвратно-поступательного движения, при этом каждый гидроцилиндр выполнен со всасывающим трубопроводом, размещенным в шлюзе, а нагнетательный трубопровод соединен с емкостью высокого давления, сообщенной с гидродвигателем.

Реализации эффекта

Установка предназначена для преобразования энергии волн в электроэнергию. Установка содержит опорную раму с вертикальными направляющими, установленный с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения поплавок с размещенными внутри храповыми механизмами, имеющими соосные центральные отверстия, пропущенный через них вертикальный вал, неподвижно закрепленный в опорной раме, с пластинчатым винтовым участком, верхняя и нижняя части которого имеют противоположную закрутку, контактирующими с храповыми механизмами, размещенными в цилиндрическом корпусе, имеющем сквозные центральные отверстия, и электрогенератор. Поплавок установлен с возможностью перемещения вдоль вертикальных направляющих и снабжен размещенным внутри с возможностью вращения и совместного с ним перемещения инерциальным элементом, контактирующим посредством роликов с внутренней поверхностью корпуса поплавка. При этом цилиндрический корпус скреплен с инерциальным элементом, электрогенератор размещен на опорной раме, а его кинематическая связь выполнена в виде раздвижного соединения инерциального элемента с барабаном, установленным с возможностью совместного с ним вращения, и зубчатой передачи. Конструкция установки позволяет увеличить мощность электрогенератора.

Сущность устройства: на валу отбора мощности установлены посредством муфт шкивы и огибающие их тросы, концы которых соединены с поплавками с средствами натяжения. На опоре шарнирно закреплены коромысла или консольные рычаги и направляющие тросовые шкивы. Каждый поплавок выполнен в виде двух конусов, сопряженных между собой основаниями. Угол верхнего конуса выполнен тупым, нижнего - острым. Поплавки прикреплены к концам коромысел или рычагов жесткими шарнирами, закрепленными по концам тяг. Центры тяжести и величин поплавков размещены внутри области шарнирного соединения с тягой.

Литература

1. В.В. Шулейкин. Физика моря. М., "Наука", 1968, 1083 с.

2. Кононкова Г.Е., Показеев К.В. Динамика морских волн. Изд-во МГУ, 1985, 298 с.

3. «Юный техник», №8, 1990 г, стр. 65-67.

Формализованное описание Показать

Стартовая страница  О системе  Технические требования  Синтез  Обучающий модуль  Справка по системе  Контакты 
Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина