RU2049928C1

RU2049928C1 - Wave energy plant

Info

Publication number: RU2049928C1
Application number: SU915008704A
Authority: RU
Inventors: А.К. Ильин; В.В. Княжев; В.А. Акуличев
Original assignee: Ильин Альберт Константинович
Priority date: 1991-10-08
Filing date: 1991-10-08
Publication date: 1995-12-10

Abstract

FIELD: hydraulic power engineering. SUBSTANCE: lower part of a cylindrical reservoir installed on the bed of a water basin communicates with said basin. A floating cover with buoyancy compartments, jointly with the reservoir, forms a chamber connected by a channel and a hole in its central part to an air turbine with an electric generator connected thereto. An open-top circular chamber is formed in the upper part of the wall of the generator which is open underneath. The cover has the form of two coaxial cylinders rigidly interconnected at the top. The internal cylinder has a bottom plate. The compartments are connected to the external cylinder and are capable of moving in the circular chamber. The compartments have a constant buoyancy. The side walls of the circular chamber have holes at the level of the undisturbed water surface. The total area of holes in the internal wall is smaller than that in the external one. EFFECT: improved design. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к гидроэнергетике, в частности к устройствам для использования энергии волнового движения. The invention relates to hydropower, in particular to devices for using the energy of wave motion.

Известно устройство для превращения волнового движения в полезную энергию, содержащее канал для усиления амплитуды морских волн, имеющий широко открытый вход, сходящийся к узкому выходу, камеру давления, связанную с указанным выходом, в котором стоячая волна может быть трансформирована в большую волну, где происходит пневматическая компрессия и всасывание, турбину двойственного действия для утилизации пневматического давления компрессии и всасывания. A device is known for converting wave motion into useful energy, comprising a channel for amplifying the amplitude of sea waves, having a wide open entrance converging to a narrow exit, a pressure chamber associated with said exit, in which a standing wave can be transformed into a large wave, where pneumatic compression and suction, dual-action turbine for utilization of pneumatic pressure of compression and suction.

Недостатком этого устройства является неподвижная установка камеры на берегу, в результате чего объем воздушной камеры сильно меняется при изменениях амплитуды волнения и приливных колебаний уровня моря. Это снижает эффективность преобразования энергии волн. The disadvantage of this device is the fixed installation of the camera on the shore, as a result of which the volume of the air chamber varies greatly with changes in the amplitude of the waves and tidal fluctuations in sea level. This reduces the efficiency of wave energy conversion.

Известно также устройство, в котором камеру с открытым нижним концом устанавливают в море на жестком основании. Столб воды в камере, совершая колебательные движения, всасывает и выталкивает воздух через отверстие в крышке камеры на турбину, установленную в канале, соединенном с этим отверстием, длину погруженной части камеры выбирают из условий резонансов колебаний водного столба в камере. A device is also known in which a camera with an open lower end is installed in the sea on a rigid base. The column of water in the chamber, making oscillating movements, sucks in and pushes air through an opening in the chamber lid onto a turbine installed in a channel connected to this opening, the length of the immersed part of the chamber is selected from the conditions of resonances of oscillations of the water column in the chamber.

Недостатком этого устройства является нерегулируемое воздушное пространство. При больших амплитудах волны вода будет попадать в канал с воздушной турбиной, если же высота установки дна камеры будет соответствовать максимальной амплитуде волнения, то при меньших амплитудах волн в камере достигается меньшее давление и разрежение, воздушная турбина работает в неоптимальном режиме, энергия волн используется с малой эффективностью. The disadvantage of this device is unregulated airspace. At large wave amplitudes, water will flow into the channel with an air turbine, but if the installation height of the bottom of the chamber corresponds to the maximum wave amplitude, then at lower wave amplitudes in the chamber less pressure and vacuum are achieved, the air turbine operates in an non-optimal mode, the wave energy is used with a small efficiency.

Наиболее близким по технической сущности является устройство для использования энергии приливов и отливов. Устройство содержит установленный на дне водоема резервуар с поплавковой крышкой, сообщенный в нижней части при помощи запорного клапана с водоемом, причем крышка снабжена отсеками с регулируемой плавучестью, расположенными вокруг резервуара и имеющими запорные клапаны. Перед приливом крышка опускается и в резервуаре возрастает давление воздуха, который вращает турбину. При увеличении высоты прилива воздух при открытом клапане вытесняет в турбину за счет повышения уровня воды в резервуаре. Перед окончанием действия прилива вода из отсеков откачивается, крышка поднимается, в резервуаре образуется разрежение воздуха, поступая в резервуар, вращает турбину. При уменьшении высоты прилива работа турбины обеспечивается за счет понижения уровня воды в резервуаре. The closest in technical essence is a device for using the energy of the tides. The device comprises a tank with a float cover installed at the bottom of the reservoir, communicated in the lower part by means of a shut-off valve with a reservoir, the cover being provided with adjustable buoyancy compartments located around the reservoir and having shut-off valves. Before the tide, the lid drops and the air pressure in the tank rises, which rotates the turbine. As the height of the tide increases, air with the valve open expels into the turbine by increasing the water level in the tank. Before the end of the tide, water is pumped out of the compartments, the lid rises, rarefaction of air forms in the tank, entering the tank, rotates the turbine. With a decrease in the height of the tide, the operation of the turbine is ensured by lowering the water level in the tank.

Недостатком этого устройства является то, что на откачивание воды из отсеков крышки требуются затраты энергии, на это расходуется выигрыш энергии, полученной при заполнении отсеков и опускании крышки. Кроме того, при подъеме уровня воды снаружи установки необходимо непрерывно заполнять отсеки водой, чтобы крышка не поднималась вместе с подъемом уровня воды, этот процесс идет без выигрыша энергии. А при опускании уровня воды непрерывно откачивать воду из отсеков крышки, чтобы крышка не опускалась и на это будет расходоваться энергия. The disadvantage of this device is that the pumping of water from the compartments of the lid requires energy, this consumes the gain in energy obtained by filling the compartments and lowering the lid. In addition, when the water level rises outside the installation, it is necessary to continuously fill the compartments with water so that the lid does not rise along with the rise in the water level, this process proceeds without energy gain. And when lowering the water level, continuously pump water from the lid compartments so that the lid does not fall and energy will be consumed.

В основу изобретения положена задача выполнения установки таким образом, чтобы не затрачивать энергию на откачку воды из отсеков поплавковой крышки и в конечном итоге, при различных амплитудах волнения, обеспечить работу воздушной турбины, установленной в крышке, при оптимальных перепадах давления. The basis of the invention is the task of performing the installation in such a way as not to expend energy on pumping water from the bays of the float cover and, ultimately, at different wave amplitudes, to ensure the operation of the air turbine installed in the cover at optimal pressure drops.

Поставленная задача решается тем, что в волновой энергетической установке, содержащей установленный на дне водоема цилиндрический резервуар, сообщенный в нижней части с водоемом, и поплавковую крышку с отсеками плавучести, образующую с резервуаром полость, подключенную к воздушной турбине посредством канала и отверстия, выполненного в центральной части крышки, турбина соединена с электрогенератором, резервуар открыт снизу, в верхней части его стенки образована открытая сверху кольцевая полость, а крышка выполнена в виде двух соосных цилиндров, жестко связанных между собой в верхней части, а отсеки соединены с наружным цилиндром, выполнены с постоянной плавучестью и размещены с возможностью перемещения в кольцевой полости, а в боковых стенках кольцевой полости на уровне невозмущенной поверхности воды выполнены отверстия, причем суммарная площадь отверстий внутренней стенки меньше, чем суммарная площадь отверстий внешней стенки. Дно внутреннего цилиндра крышки установлено непосредственно над уровнем невозмущенной поверхности воды. Кроме того, в отверстиях внешней стенки установлены запорные невозвратные клапаны, открывающие внутрь кольцевой полости, а в отверстиях внутренней стенки установлены запорные регулируемые клапаны, подключенные к датчикам давления, размещенным на внутренней стенке. The problem is solved in that in a wave power plant containing a cylindrical tank installed at the bottom of the reservoir, communicated at the bottom with the reservoir, and a float cover with buoyancy compartments, forming a cavity with the reservoir connected to the air turbine through a channel and an opening made in the central parts of the lid, the turbine is connected to the electric generator, the reservoir is open from below, an annular cavity open from above is formed in the upper part of its wall, and the lid is made in the form of two coaxial cylinders rigidly interconnected in the upper part, and the compartments are connected to the outer cylinder, are made with constant buoyancy and are placed with the possibility of movement in the annular cavity, and holes are made in the side walls of the annular cavity at the level of the unperturbed surface of the water, and the total area of the holes of the inner wall less than the total area of the holes of the outer wall. The bottom of the inner cylinder of the lid is installed directly above the level of the unperturbed surface of the water. In addition, shut-off non-return valves are installed in the openings of the outer wall, opening into the annular cavity, and adjustable shutoff valves are installed in the openings of the inner wall, which are connected to pressure sensors placed on the inner wall.

Предлагаемое устройство отличается от прототипа тем, что установка снабжена электрогенератором, соединенным с воздушной турбиной, резервуар открыт снизу, в верхней части его стенки образована открытая сверху кольцевая полость, на внутренней и внешней стенке которой выполнены отверстия на уровне невозмущенной поверхности воды, причем суммарная площадь отверстий внутренней стенки меньше, чем суммарная площадь внешней стенки. В отверстиях внешней стенки установлены запорные невозвратные клапаны, открывающиеся внутрь кольцевой полости, а в отверстиях внутренней стенки установлены запорные регулируемые клапаны, подключенные к датчикам давления на внутренней стенке. Также в отличие от прототипа крышка выполнена в виде двух соосных цилиндров, жестко связанных между собой в верхней части, внутренний цилиндр снабжен дном, а отсеки постоянной плавучести соединены с наружным цилиндром и размещены с возможностью перемещения в кольцевой полости. Дно поплавковой крышки установлено непосредственно над уровнем невозмущенной поверхности воды. The proposed device differs from the prototype in that the installation is equipped with an electric generator connected to an air turbine, the reservoir is open from below, in the upper part of its wall an annular cavity is open at the top, on the inner and outer wall of which holes are made at the level of the unperturbed surface of the water, and the total area of the holes the inner wall is smaller than the total area of the outer wall. In the openings of the outer wall, shut-off non-return valves are installed that open into the annular cavity, and in the openings of the inner wall, shut-off adjustable valves are installed that are connected to pressure sensors on the inner wall. Also, unlike the prototype, the cover is made in the form of two coaxial cylinders rigidly connected to each other in the upper part, the inner cylinder is equipped with a bottom, and the compartments of constant buoyancy are connected to the outer cylinder and placed with the possibility of movement in the annular cavity. The bottom of the float cover is installed directly above the level of the undisturbed surface of the water.

Данные признаки отличают заявляемое устройство от прототипа и являются новыми, так как не известны из предшествующего уровня техники. These signs distinguish the claimed device from the prototype and are new, as they are not known from the prior art.

Выполнение резервуара с полостью, в которую помещена поплавковая крышка, состоящая из двух соосных цилиндров, обуславливает при использовании заявленного решения положительный эффект, состоящего в том, что на регулирование положения поплавковой крышки с воздушной турбиной не потребуется дополнительных затрат энергии. The implementation of the tank with the cavity in which the float cover, consisting of two coaxial cylinders, is placed, when using the claimed solution, causes a positive effect, consisting in the fact that the regulation of the position of the float cover with an air turbine does not require additional energy costs.

При различных амплитудах волнения нет необходимости откачивать воду из отсеков крышки, в результате на эту работу не будет расходоваться энергия, следовательно, повышается эффективность преобразования энергии. Кроме того, размещение отверстий с клапанами с датчиками давления во внешней и внутренней стенке резервуара на уровне невозмущенной поверхности моря, также способствует достижению технического результата. At different wave amplitudes, there is no need to pump water from the lid compartments, as a result, energy will not be spent on this work, therefore, the energy conversion efficiency is increased. In addition, the placement of holes with valves with pressure sensors in the outer and inner wall of the tank at the level of the undisturbed surface of the sea, also contributes to the achievement of the technical result.

Сравнение предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники позволяет сделать вывод о наличии изобретательского уровня. Comparison of the proposed solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field allows us to conclude that there is an inventive step.

На фиг. 1 представлена схема установки при невозмущенной поверхности моря; на фиг. 2 то же, при прохождении гребня волны; на фиг. 3 то же, при прохождении впадины волны; на фиг. 4 диаграммы работы волновой установки:
а) график изменения уровня моря около установки,
б) график изменения высоты крышки,
в) изменение уровня моря в полости,
г) изменение давления воздуха в резервуаре.In FIG. 1 shows the installation diagram for an unperturbed sea surface; in FIG. 2 the same when passing the crest of a wave; in FIG. 3 the same, when passing the trough of the wave; in FIG. 4 diagrams of the wave installation:
a) a graph of sea level changes near the installation,
b) a schedule for changing the height of the lid,
c) a change in sea level in the cavity,
d) change in air pressure in the tank.

Волновая энергетическая установка содержит цилиндрический резервуар 1 и поплавковую крышку 2. Поплавковая крышка 2 состоит из двух соосных цилиндров наружного 3 с отсеками постоянной плавучести 4 и внутреннего 5, жестко соединенных между собой в их верхней части. Внутренний цилиндр 5 имеет дно 6, по центру которого в отверстие установлен канал 7. Воздушная турбина 8 с электрогенератором размещены в канале 7. Резервуар 1 выполнен в верхней части с двойными стенками, наружной 9 и внутренней 10, образующими цилиндрическую полость 11, заполненную водой. Наружный цилиндр 3 с отсеками 4 постоянной плавучести помещен в полость 11 резервуара с возможностью перемещения. Полость 11 резервуара сообщена с водоемом снаружи посредством отверстий, в которых установлены запорные невозвратные клапаны 12, а с внутренней стороны через отверстия малого сечения, в которых установлены запорные регулируемые клапаны 13, причем каждый из последних соединен с датчиками давления 14, расположенными по окружности резервуара на уровне невозмущенной поверхности моря. Суммарная площадь отверстий 13 много меньше суммарной площади отверстий 12. Сам резервуар 1 установлен на опорах 15, на дне моря и открыт снизу. The wave power plant comprises a cylindrical tank 1 and a float cover 2. The float cover 2 consists of two coaxial cylinders outer 3 with constant buoyancy compartments 4 and inner 5, rigidly interconnected in their upper part. The inner cylinder 5 has a bottom 6, in the center of which a channel 7 is installed in the hole. An air turbine 8 with an electric generator is placed in the channel 7. The tank 1 is made in the upper part with double walls, the outer 9 and the inner 10, forming a cylindrical cavity 11 filled with water. The outer cylinder 3 with compartments 4 of constant buoyancy is placed in the cavity 11 of the tank with the possibility of movement. The cavity 11 of the tank is connected to the reservoir outside through openings in which shut-off non-return valves 12 are installed, and on the inside through small openings in which the shut-off adjustable valves 13 are installed, each of which is connected to pressure sensors 14 located around the tank circumference on the level of the undisturbed surface of the sea. The total area of the holes 13 is much smaller than the total area of the holes 12. The tank 1 itself is installed on the supports 15, at the bottom of the sea and is open from below.

На фиг. 4 дополнительно обозначено: H_o амплитуда волны; Н_кр высота крышки над уровнем невозмущенной поверхности моря; Р_о атмосферное давление; Р давление воздуха в камере; τ время.In FIG. 4 is additionally indicated: H _{o the} amplitude of the wave; N _cr height of the cover above the level of the undisturbed surface of the sea; R _about atmospheric pressure; P is the air pressure in the chamber; τ time.

Волновая энергетическая установка работает следующим образом. Wave power plant operates as follows.

При отсутствии волнения уровень воды внутри резервуара 1 в полости 11 и снаружи установки одинаков. Поплавковая крышка 2 плавает в воде, заключенной в полости 11 между стенками 9 и 10 резервуара 1. Дно внутреннего цилиндра 5 при этом находится непосредственно над поверхностью воды внутри резервуара 1 (фиг. 1). In the absence of disturbance, the water level inside the tank 1 in the cavity 11 and outside the installation is the same. The float cap 2 floats in the water enclosed in the cavity 11 between the walls 9 and 10 of the reservoir 1. The bottom of the inner cylinder 5 is located directly above the surface of the water inside the reservoir 1 (Fig. 1).

При волнении моря в резервуаре 1 возникают колебания водяного столба, что вызывает периодическое изменение давления воздуха, расположенного между поверхностью воды над водяным столбом и дном 6 поплавковой крышки 2, которое используется для организации воздушного потока в канале 7 для обеспечения вращения воздушной турбины 8 с электрогенератором (фиг. 2, 3). When the sea is rough in the tank 1, fluctuations in the water column occur, which causes a periodic change in the air pressure located between the water surface above the water column and the bottom 6 of the float cover 2, which is used to organize the air flow in the channel 7 to ensure rotation of the air turbine 8 with an electric generator ( Fig. 2, 3).

С возникновением волнения, при прохождении гребня волны (фиг. 2), (точки τ₁, фиг. 4) вода поступает в полость 11 между стенками 9 и 10 резервуара 1 через отверстия с клапанами 12, 13. Вода в полости 11 поднимается до высоты соответствующей амплитуде волны. Поплавковая крышка 2 при этом поднимается (точка τ₂ фиг. 4). При спаде волны (фиг. 3), когда уровень воды снаружи стенки 9 резервуара 1 ниже уровня воды в полости 11, клапаны 12 автоматически закрываются. Клапаны 13 закрываются от датчиков давления 14, когда давление в резервуаре станет равно атмосферному давлению (точки τ₂ ^I,τ₁, фиг. 4). Уровень воды в резервуаре 1 падает, при этом атмосферный воздух поступает в резервуар 1 через канал 7, вращая турбину 8 с электрогенератором. За счет разрежения в резервуаре 1 крышка 2 при этом притапливается. При достижении минимального уровня воды в резервуаре (точки τ₃,τ₅ фиг. 4) давление воздуха Р в резервуаре начинает расти. Крышка 2 всплывает, компенсируя уменьшение разрежения. Когда давление Р становится равно атмосферному Р_о (точки τ₃ ^I фиг. 4), клапаны 13 открываются от датчика давления 14. Вода начинает выходить из полости 11. Крышка 2 начинает медленно опускаться, увеличивая давление воздуха в резервуаре 1 дополнительно к увеличению давления из-за подъема уровня воды внутри резервуара 1. Воздух при этом выходит из резервуара 1 через канал 7, приводя в действие турбину 8 с электрогенератором. Когда уровень воды снаружи установки станет выше уровня воды в полости (точки τ₆, τ₄ ^I, фиг. 4), открываются клапаны 12 и вода поступает в полость 11. При достижении максимума волны давление в резервуаре падает (точка τ₇), крышка опускается, частично компенсируя это падение давления. Если амплитуда волны уменьшается, то при прохождении гребня волны вода внутрь полости 11 поступать не будет. Вода в полости 11 опускается до уровня, соответствующего амплитуде волны, и соответственно до этого уровня опустится и дно 6 крышки 2. При увеличении амплитуды волны дно 6 крышки 2 будет поднято до уровня, соответствующего амплитуде волны благодаря поступлению воды в полость 11 через большую суммарную площадь сечений отверстий 12 и 13. Таким образом, высота дна 6 крышки 2 поддерживается на уровне средней амплитуды волны.With the occurrence of unrest, during the passage of the crest of the wave (Fig. 2), (points τ ₁ , Fig. 4), water enters the cavity 11 between the walls 9 and 10 of the tank 1 through the holes with valves 12, 13. Water in the cavity 11 rises to a height corresponding wave amplitude. The float cap 2 then rises (point τ _{2 of} Fig. 4). When the wave decays (Fig. 3), when the water level outside the wall 9 of the tank 1 is lower than the water level in the cavity 11, the valves 12 are automatically closed. The valves 13 are closed from the pressure sensors 14 when the pressure in the tank becomes equal to atmospheric pressure (points τ ₂ ^I , τ ₁ , Fig. 4). The water level in the tank 1 falls, while the atmospheric air enters the tank 1 through the channel 7, rotating the turbine 8 with an electric generator. Due to the vacuum in the tank 1, the lid 2 is thus melted. Upon reaching the minimum water level in the tank (points τ ₃ , τ _{5 of} Fig. 4), the air pressure P in the tank begins to increase. Cover 2 pops up, compensating for the decrease in vacuum. When the pressure P becomes equal to atmospheric P _about (points τ ₃ ^{I of} Fig. 4), the valves 13 open from the pressure sensor 14. Water starts to flow out of the cavity 11. The cover 2 starts to lower slowly, increasing the air pressure in the tank 1 in addition to increasing the pressure from - due to a rise in the water level inside the tank 1. Air leaves the tank 1 through channel 7, driving a turbine 8 with an electric generator. When the water level outside the installation becomes higher than the water level in the cavity (points τ ₆ , τ ₄ ^I , Fig. 4), the valves 12 open and water enters the cavity 11. When the maximum wave is reached, the pressure in the tank drops (point τ ₇ ), the cover falls, partially compensating for this pressure drop. If the wave amplitude decreases, then during the passage of the wave crest, water will not enter the cavity 11. Water in the cavity 11 drops to a level corresponding to the wave amplitude, and the bottom 6 of the cover 2 also drops to this level. When the wave amplitude increases, the bottom 6 of the cover 2 will be raised to a level corresponding to the wave amplitude due to the water entering the cavity 11 through a large total area the cross sections of the holes 12 and 13. Thus, the height of the bottom 6 of the cover 2 is maintained at the level of the average wave amplitude.

Предложенная установка имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом. На регулирование положения дна крышки не расходуется энергия. Дно крышки устанавливается и поддерживается на высоте вблизи средней амплитуды волны, а не движется вместе с изменением уровня волны, как в прототипе, это позволяет наиболее эффективно использовать воздушный объем резервуара. The proposed installation has the following advantages compared to the prototype. No energy is spent on adjusting the position of the bottom of the lid. The bottom of the lid is installed and maintained at a height near the average wave amplitude, and does not move along with the change in the wave level, as in the prototype, this allows the most efficient use of the air volume of the tank.

Давление, которое может быть получено в резервуаре при закрытом отверстии
P₁= P_o

где Р_о начальное давление в камере; Н_кр расстояние от уровня не возмущенной поверхности воды до дна крышки; Н_о амплитуда волны. Видно, что давление тем больше, чем ближе значение Н_о к Н_кр. И, наоборот, разрежение в резервуаре
P₂= P_o

Величина его тем меньше, чем ближе значение Н_о к Н_кр. Кроме того, если при незначительном подъеме уровня воды в камере остается свободный воздушный объем, то теряется энергия равная
Е Р_р˙S˙(Н_кр Н_о), где Р_о рабочее давление в камере; S площадь поперечного сечения в камере; Р₁ давление воздуха в камере при подъеме уровня воды; P₂- давление воздуха при падении уровня воды.The pressure that can be obtained in the tank with a closed hole
P ₁ = P _o

where P _{about the} initial pressure in the chamber; N _{cr the} distance from the level of the undisturbed surface of the water to the bottom of the lid; N _{about the} amplitude of the wave. It can be seen that the greater the pressure, the closer the value of N _about to N _cr . Conversely, a vacuum in the tank
P ₂ = P _o

Its value is the smaller, the closer the value of N _about to N _cr . In addition, if a free air volume remains in the chamber with a slight increase in the water level, then energy equal to
Е Р _р ˙S˙ (Н _кр Н _о ), where Р _{о is the} working pressure in the chamber; S cross-sectional area in the chamber; P _{1 is} the air pressure in the chamber when the water level rises; P ₂ - air pressure when the water level drops.

Изобретение на волновую энергетическую установку является промышленно применимым, так как может быть использовано для получения энергии в прибрежной зоне морей для энергосбережения удаленных населенных пунктов, морских и береговых производств, автономных объектов в море. Использование волновой энергии позволит покрыть значительную часть энергетических нужд потребителей, экономить топливо. Средний поток волновой возобновляемой энергии составляет, к примеру, в Японском море 36 кВт на метр фронта волны, в Беринговом море 45 кВт/м [4] Реальная мощность, которую можно получить при использовании энергии в прибрежной зоне составляет до 5 кВт на 1 м фронта волны, т. е. до 500 кВт на 100 м. The invention for a wave power plant is industrially applicable, since it can be used to generate energy in the coastal zone of the seas for energy saving of remote settlements, marine and coastal industries, autonomous objects in the sea. The use of wave energy will cover a significant part of the energy needs of consumers, save fuel. The average wave of renewable wave energy is, for example, 36 kW per meter of wave front in the Sea of Japan, 45 kW / m in the Bering Sea [4] The real power that can be obtained by using energy in the coastal zone is up to 5 kW per 1 m of front waves, i.e. up to 500 kW per 100 m.

Техническим преимуществом волновой энергетической установки является возможность установки дна поплавковой камеры на высоте, соответствующей средней амплитуде волнения уровня моря, т.е. регулирование воздушного объема камеры без дополнительных затрат энергии и тем самым повышения КПД преобразования энергии волн. The technical advantage of the wave power plant is the ability to install the bottom of the float chamber at a height corresponding to the average amplitude of the sea level waves, i.e. regulation of the air volume of the chamber without additional energy costs and thereby increase the efficiency of wave energy conversion.

Работа за время сжатия в первом приближении будет равна
A ΔP_p(H_o-Δh)·S ΔP

H

1-

Δh_o

где ΔР_р оптимальная рабочая разность давлений на пневматической турбине; S площадь поперечного сечения резервуара; h изменение уровня воды в камере, необходимое для достижения рабочей разности давлений, Δ h_o Н_кр Н_о расстояние от крышки до поверхности воды при максимальном подъеме уровня.Work during the compression in a first approximation will be equal to
A ΔP _p (H _o -Δh) S ΔP

H

1-

Δh _o

where ΔP _{p is the} optimal operating pressure difference on a pneumatic turbine; S is the cross-sectional area of the tank; h the change in the water level in the chamber, necessary to achieve the working pressure difference, Δ h _o N _cr N _the distance from the cover to the surface of the water at the maximum level rise.

Работа за время расширения равна
A ΔP_pS

H_o-Δh_o

Из этих выражений видно, что чем больше величина Δ h_o расстояние от дна камеры до максимального уровня воды в камере, тем меньше будет полезная работа.Work during expansion is
A ΔP _p S

H _o -Δh _o

From these expressions it is seen that the larger the value Δ h _{o the} distance from the bottom of the chamber to the maximum water level in the chamber, the less useful work will be.

К примеру, если нерегулируемая камера рассчитана на высоту волн 4 м, а волнение составляет 2 м, тогда при рабочем давлении 0,1 атм потери будут составлять 10% Для воздушной камеры с площадью поперечного сечения 100 м², при волне высотой 2 м и периодом 6 с расчеты определяют мощность 180-200 кВт (1,82-2 кВт/м²) [5] Японская же станция "Каймэй" имеет удельную мощность 2,7 кВт/м² при волне высотой 3 м. Таким образом, потери из-за неэффективной работы установки составляют около 20 кВт.For example, if an unregulated camera is designed for a wave height of 4 m, and the wave is 2 m, then at a working pressure of 0.1 atm, the loss will be 10%. For an air chamber with a cross-sectional area of 100 m ² , with a wave height of 2 m and a period 6 s, the calculations determine the power of 180-200 kW (1.82-2 kW / m ² ) [5] The Japanese Kaimai station has a specific power of 2.7 kW / m ² at a wave height of 3 m. Thus, the losses from - due to inefficient operation of the installation, they are about 20 kW.

Claims

1. WAVE ENERGY INSTALLATION, comprising a cylindrical tank installed at the bottom of the reservoir, communicated at the bottom with the reservoir, and a float cover with buoyancy compartments, forming a cavity with the reservoir connected to the air turbine via a channel and an opening made in the central part of the cover, characterized in that it is equipped with an electric generator connected to the air turbine, the reservoir is open from below, in the upper part of its wall an annular cavity is opened from above, and the lid is made in the form of two x coaxial cylinders rigidly connected to each other in the upper part, the inner cylinder is provided with a bottom, and the compartments are connected to the outer cylinder and placed with the possibility of movement in the annular cavity, while the compartments are made with constant buoyancy, and in the side walls of the annular cavity at the level of the unperturbed surface water holes, and the total area of the holes of the inner wall is less than the total area of the holes of the outer wall.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the bottom of the inner cylinder of the lid is installed directly above the level of the unperturbed surface of the water.

3. Installation according to claim 1, characterized in that in the openings of the outer wall are installed non-return valves that open inside the annular cavity.

4. Installation according to Claim. 1, characterized in that in the holes of the inner wall there are installed adjustable stop valves, the latter are connected to pressure sensors placed on the inner wall.