211service.com
Spēka iegūšana no okeāna
Pētnieki no SRI International , kas atrodas Menlo parkā, Kalifornijā, nesen pabeidza pirmos okeāna testus sistēmai, kas izmanto tā saukto mākslīgo muskuļu, lai radītu spēku no bojas kustības, kas brauc augšup un lejup pa viļņiem. Lai gan prototips ražo ļoti maz elektroenerģijas, pētnieki saka, ka viļņu fermas, kuru pamatā ir šī tehnoloģija, galu galā varētu konkurēt ar vēja turbīnām ar jaudu, nodrošinot nozīmīgu tīras enerģijas avotu.
Viļņu jauda: Boja, kas ģenerē elektrību no viļņu kustības. Caurspīdīgajā cilindrā bojas vidū (skatiet apakšējo attēlu) ir gumijai līdzīga materiāla rullis, kas stiepjas un saraujas, bojai svārstoties uz augšu un uz leju, atdalot un savienojot elektrodus.
Tehnoloģija okeāna enerģijas izmantošanai jau pastāv, taču tā nav plaši izmantota, galvenokārt tāpēc, ka tai ir grūtības izturēt viļņu sitienus. Jaunā sistēma varētu izrādīties gan lētāka, gan uzticamāka, norāda pētnieki.
Iepriekšējās sistēmās tika izmantotas tradicionālākas elektromagnētiskās ierīces, piemēram, dinamo ar sarežģītu transmisiju, hidrauliskos virzuļus un turbīnas. Jo īpaši transmisijas zobrati ir neaizsargāti pret nodilumu, ko izraisa neregulāra okeāna viļņu viļņošanās.
Turpretim SRI sistēma nav nekas vairāk kā gumijas loksne, kas piestiprināta pie svara. Tam ir gumijas joslas mehāniskā sarežģītība, saka SRI vecākais pētnieks Rojs Kornbls. Tā rezultātā tas spēj labāk absorbēt viļņu triecienu, saka Jozefs Bārs-Koens , vecākais pētnieks NASA reaktīvo dzinēju laboratorijā Pasadenā, Kalifornijā. Turklāt Bar-Cohen piebilst, ka materiāli, no kuriem sistēma ir izgatavota, ir lēti, kas varētu palīdzēt tai konkurēt cenā ar citiem elektroenerģijas avotiem.
Multivide
Video: spēka boja
Jaunā ģeneratora pamatā esošā polimēru sistēma ir mākslīgā muskuļa variants – ierīce, kas izstrādāta kā alternatīva elektromotoriem tādos lietojumos kā roboti. Mākslīgais muskulis paplašināsies vai saruks, kad tam tiek pielikts spriegums, taču tas pats process var darboties arī otrādi: ja muskulis tiek izstiepts ar ārēju spēku, tas var radīt elektrību. Pirms dažiem gadiem SRI izstrādāja nelielu ierīci, kas, iestrādāta apavu papēžā, ļāva lietotājam uzlādēt mobilo tālruni, vienkārši ejot. Viļņu savākšanas sistēma būtībā ir tās pašas tehnoloģijas lielāka versija.
SRI pētnieki uzbūvēja savu ģeneratoru, ievietojot komerciāli pieejamu gumijas materiālu starp diviem elektrodiem, kas paši ir izgatavoti no taukaina polimēra, kas satur vadošus materiālus. Pēc tam gumijas loksne un elektrodi tiek saritināti kā ruļļi, lai izveidotu dobu cauruli. Kad cauruli velk ar ārēju spēku, gumijas slānis tiek izstiepts plānā kārtā, samazinot atstarpi starp elektrodiem. Sākotnēji mazs akumulators elektrodiem pieliek spriegumu; Kad gumija atgriežas sākotnējā formā, tā atdala elektrodus, palielinot spriegumu starp tiem. Šo lieko enerģiju var izvadīt, lai radītu strāvu. Daļa no šīs strāvas nonāk atpakaļ sistēmā, tāpēc akumulators tiek izmantots tikai pirmajā ciklā.
Pētnieki nesen pārbaudīja sistēmu pie Floridas krastiem. Pāris kvadrātmetru gumijas, kas velmēta dobas caurules formā, tika piestiprināta pie atsvara un uzstādīta bojas centrā. Bojai svārstās ūdenī, tas liek svaram pacelties un kristies, atkārtoti izstiepjot gumiju un ļaujot tai atsitoties, radot elektrību.
Pagaidām šis prototips saražo tikai aptuveni piecus vatus — pietiekami mazai spuldzītei. Taču, tā kā gumija ir plāna — apmēram 0,1 milimetru bieza, tās var saritināt daudz vairāk un ievietot tajā pašā bojā. Apmēram metru garš un pusmetru biezs gumijas saišķis ar optimizētu elektroniku un uzlabotu bojas dizainu varētu radīt kilovatu elektroenerģijas, saka Kornblū. Boju virkne vai lielākas peldošas konstrukcijas varētu radīt ievērojamu daudzumu elektroenerģijas. (Tūkstoš boju varētu darbināt aptuveni 750 māju.) Alternatīva konstrukcija varētu ietvert iegremdētas gumijas loksnes, kas rada enerģiju, jo straumju vai plūdmaiņu spēks liek tām plivināties uz priekšu un atpakaļ. Šāda sistēma varētu izrādīties izturīgāka nekā turbīnas, kas nesen tika izmantotas East River Ņujorkā: to mehāniskās daļas izrādījās nespējīgas izturēt plūdmaiņu spēkus.
SRI sistēma rada augstu spriegumu kilovoltu diapazonā. Tā bija problēma apavu ģeneratoram, kuram bija nepieciešams transformators, lai samazinātu spriegumu pietiekami, lai tas neapdedzinātu mobilos tālruņus un citas ierīces, bet tomēr bija jāietilpst kurpē. Bet boju lietojumam augsts spriegums ir priekšrocība, jo tas padara efektīvāku elektroenerģijas pārvadīšanu atpakaļ uz krastu pa zemūdens kabeļiem. Pētnieki saka, ka galvenais izaicinājums, kas virzās uz priekšu, ir izstrādāt uzticamu ražošanas procesu. Viņu nesenie sistēmas testi arī uzsvēra, cik svarīgi ir izstrādāt jaunas bojas, kas vislabāk reaģē uz viļņiem, lai radītu enerģiju. Un viņiem būs jāizstrādā elektronika, kas, mainot spriegumu visā polimērā, var mainīt sistēmas stingrību, lai tā pielāgotos dažādiem laika apstākļiem.
Sistēmas pirmās komerciālās lietojumprogrammas, visticamāk, būs navigācijas, komunikāciju un sensoru boju barošanas sistēmās, un tās varētu būt divu gadu laikā, lēš Kornbluh. Taču varētu paiet pieci līdz desmit gadi, pirms sistēmu varēs izmantot liela mēroga elektroenerģijas ražošanai.
Tas ir ļoti aizraujoši, saka Rejs Bogmens , ķīmijas profesors Teksasas Universitātē Dalasā. Tas ir daudzsološs virziens enerģijas ieguvei ne tikai attālinātām ierīcēm okeānā, bet arī, iespējams, lielāka mēroga enerģijas ieguvei.