Valuri de vant

Valurile vântului sunt create datorită efectului vântului (deplasarea maselor de aer) pe suprafața apei, adică injecție. Motivul mișcărilor oscilatorii ale valurilor devine ușor de înțeles dacă se observă efectul aceluiași vânt pe suprafața unui câmp de grâu. Inconsecvența fluxurilor de vânt, care creează valuri, este clar vizibilă.

Datorită faptului că apa este o substanță mai densă decât aerul (de aproximativ 800 de ori), reacția apei la acțiunea vântului este oarecum „târzie”, iar ondulațiile se transformă în valuri numai după o anumită distanță și timp, cu condiția ca vântul este expus constant. Dacă luăm în considerare parametri precum constanța fluxului vântului, direcția acestuia, viteza, zona de influență, precum și starea anterioară a oscilației suprafeței apei, atunci obținem direcția val, înălțimea valului, frecvența valului, impunerea mai multor oscilații-direcții pe aceeași zonă suprafață a apei. Trebuie remarcat faptul că direcția valului nu coincide întotdeauna cu direcția vântului. Acest lucru este vizibil mai ales atunci când se schimbă direcția vântului, se amestecă diferiți curenți de aer, se schimbă condițiile mediului de impact (mare deschisă, port, pământ, golf sau orice alt corp suficient de mare care poate schimba tendința de impact și formarea valurilor) ; asta înseamnă că uneori vântul atenuează valurile. În marea adâncă, dimensiunea valurilor și natura valurilor sunt determinate de viteza vântului, durata acțiunii acestuia, structura câmpului de vânt și configurația liniei de coastă, precum și distanța de la coasta sub vânt în direcția vântului până la punctul de observație [1] .

Mișcarea pe verticală a undelor

Spre deosebire de curgerile constante ale râurilor care merg aproape în aceeași direcție, energia valurilor este conținută în oscilația lor verticală și parțial orizontală la adâncimi mici. Înălțimea valului, sau mai bine zis, distribuția sa, este considerată la 2/3 peste suprafața medie a apei și doar 1/3 în adâncime. Aproximativ același raport este observat în viteza undei în sus și în jos. Probabil, această diferență este cauzată de natura diferită a forțelor care afectează mișcarea valului: atunci când masa de apă crește, este în principal presiunea care acționează (valul este literalmente stors din mare de presiunea crescută a apei în această zonă. iar rezistența relativ scăzută-presiunea aerului). Când valul se mișcă în jos, forța gravitațională , vâscozitatea lichidului și presiunea vântului de pe suprafață acționează în principal. Contracarând acest proces sunt: ​​inerția mișcării anterioare a apei, presiunea internă a mării (apa cedează încet valului descendent - deplasarea presiunii în zonele apropiate de apă), densitatea apei, probabilitatea ascendentă. curenți de aer (bule) care apar atunci când creasta valului se răstoarnă etc.

Valurile ca sursă de energie regenerabilă

Este deosebit de important de remarcat faptul că valurile vântului sunt energie eoliană concentrată. Undele sunt transmise pe distanțe lungi și rețin potențialul de energie pentru o lungă perioadă de timp. Așadar, se poate observa adesea emoția mării după o furtună sau furtună, când vântul s-a stins de mult, sau emoția mării în timpul calmului. Acest lucru conferă valurilor un mare avantaj ca sursă de energie regenerabilă datorită persistenței și predictibilității lor relative, deoarece valurile apar cu puțină întârziere după apariția vântului și continuă să existe mult timp după acesta, deplasându-se pe distanțe mari, ceea ce face ca să genereze energie electrică din valuri. mai rentabil în comparație cu turbinele eoliene . La aceasta ar trebui adăugată constanța valurilor mării, indiferent de ora zilei sau de înnorire, ceea ce face generatoarele de valuri mai rentabile în comparație cu panourile solare , deoarece panourile solare generează energie electrică numai în timpul zilei și de preferință pe vreme senină de vară - în iarna, procentul de productivitate scade la 5% din capacitatea estimată a bateriei.

Fluctuațiile de la suprafața apei sunt rezultatul activității solare. Soarele încălzește suprafața planetei (și inegal - pământul se încălzește mai repede decât marea), o creștere a temperaturii suprafeței duce la o creștere a temperaturii aerului - și aceasta, la rândul său, duce la expansiunea aerului, ceea ce înseamnă o scădere. în presiune. Diferența de presiune a aerului în diferite regiuni ale atmosferei, împreună cu forța Coriolis , sunt principalii factori în formarea vântului . Și vântul bate valurile. De remarcat că acest fenomen funcționează bine și în direcția opusă, când suprafața planetei se răcește neuniform.

Dacă luăm în considerare posibilitatea creșterii concentrației de energie pe metru pătrat de suprafață prin reducerea adâncimii fundului și (sau) crearea de „peni” cu valuri - bariere verticale, atunci obținerea energiei electrice din oscilațiile valurilor de pe suprafața apei devine un propunere foarte profitabilă. Se estimează că atunci când folosește doar 2-5% din energia valurilor din oceanele lumii, umanitatea este capabilă să-și acopere toate nevoile actuale de electricitate la nivel global de 5 ori. .

Complexitatea transpunerii generatoarelor de unde în realitate constă în mediul acvatic însuși și volatilitatea acestuia. Există cazuri cunoscute de înălțimi ale valurilor de 30 de metri sau mai mult. Valurile sau concentrația mare de energie a valurilor sunt puternice în zonele mai apropiate de poli (în medie 60-70 kW/m²). Acest fapt pune în fața inventatorilor care lucrează în latitudinile nordice sarcina de a asigura fiabilitatea corespunzătoare a dispozitivului, și nu nivelul de eficiență . Și invers - în Marea Mediterană și Marea Neagră, unde intensitatea energetică a valurilor este în medie de aproximativ 10 kWh/m², proiectanții, pe lângă capacitatea de supraviețuire a instalației în condiții nefavorabile, sunt nevoiți să caute modalități de creștere eficiența instalației (COP), care va determina invariabil pe aceasta din urmă să creeze instalații mai rentabile. Un exemplu este proiectul australian Oceanlinx .

În Federația Rusă, această nișă de producție de energie electrică nu a fost încă ocupată, în ciuda întinderilor de apă practic nelimitate de intensitate energetică diferită, de la Baikal, Marea Caspică, Marea Neagră și terminând cu Oceanul Pacific și alte întinderi de apă din nord (pentru perioada respectivă). de non-îngheț), dar companiile rusești lucrează deja la propriile generatoare de valuri capabile să extragă energie electrică din valuri. Un exemplu este OceanRusEnergy din Ekaterinburg.

În plus, acolo unde valurile sunt transformate în energie electrică, viața marină devine mai bogată datorită faptului că fundul nu este expus efectelor distructive în timpul unei furtuni.

Vezi și

Note

  1. ↑ Valurile mării // Marea Enciclopedie Sovietică  : [în 30 de volume]  / cap. ed. A. M. Prohorov . - Ed. a 3-a. - M .  : Enciclopedia Sovietică, 1969-1978.

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii